。慢降栅压技术就是通过限制降栅压的速度来控制故障电流的下降速率,从而抑制器件的和的峰值。图给出了实现慢降栅压的具体电路。文档包含完整设计文件,电子设计相关包含源代码及设计文件,材料完整,欢迎联系索要图实现慢降栅压的电路正常工作时,因故障检测极管的导通,将点的电压钳位在稳压极管的击穿电压以下,晶体管始终保持截止状态。通过驱动电阻正常开通和关断。电容为硬开关应用场合提供很小的延时,使得开通时有定的时间从高电压降到通态压降,而不使保护电路动作。当电路发生过流和短路故障时,上的上升,点电压随之上升,到定值时,击穿,开通,点电压下降,电容通过电阻充电,电容电压从零开始上升,当电容电压上升到约时,晶体管开通,栅极电压随电容电压的上升而下降,通过调节的数值,可控制电容的充电速度,进而控制的下降速度当电容电压上升到稳压极管的击穿电压时,击穿,被钳位在固定的数值上,慢降栅压过程结束,同时驱动电路通过光耦输出过流信号。如果在延时过程中,故障信号消失了,则点电压降低,恢复截止,通过放电,点电压升高,也恢复截止,上升,电路恢复正常工作状态。关于具有过流保护功能的驱动电路的研究内容,根据以上所述过流保护的要求,设计了种具有过流保护功能的隔离式驱动电路,如图所示。总结该电路具有以下特点有该电路采用单电源图中供电,能够产生和的驱动电压,保证了的可靠导通与关断。而且该电路采用高速光耦以实现控制电路与主电路的隔离。同时该电路具有过电流慢关断保护功能,能够有效地保护。且该电路采用推挽式输出方式,从而降低了驱动电路的输出阻抗,提高了驱动能力。正常工作时均处于截止状态。当驱动信号为高电平时高速光耦截止,点电位为高电平导通,点电位为高电平导通,截止,的两端电压经钳位在,快速导通。由组成的延时电路使保持截止状态,经约的信号传输时间后,虽然的端电压按充电规律上升,但由于已饱和导通,且导通压降很低,通过的钳位作用点电位为低电平,所以在正常导通时总处于截止状态。当驱动信号为低电平时告诉光耦导通,点点位为低电平,文档包含完整设计文件,电子设计相关包含源代码及设计文件,材料完整,欢迎联系索要截止点电位为低电平截止,导通,的两端电压经钳位在,使快速关断。此时反向关断,阻止主电路高压串入控制回路。在关断期间上电压通过放电,使点电平更低,所以在关断期间总处于截止状态。图驱动和过流保护电路当发生过流时的两端的电压升高,此时反向关断,于是点电压随充电电压的上升而增加,当过流现象持续发生左右时,点电压使稳压管导通,随之导通,经将的两端电压降至左右。若点电压在之内又恢复到低电平,则为假过流现象,截止,电路恢复到正常工作状态。若过电流现象发生时间以上,即出现真过流故障,则点电压继续上升,从而使稳压管导通立即导通,点电位为低电平,导通,由于的放电作用,所以慢速关断,同时点电位经由两个与非门组成的锁存器锁定在高电平,高速光耦直处于导通状态。通过以上分析可知,此时的两端电压将被锁定为,处于可靠的关断状。过流保护后,只有将故障排除,通过复位开关来重新启动驱动电路。开关过程中的电压保护关断时,它的集电极电流下降率较高,极高的下降率将引起集电极过电压,并且由于电路中的杂散电感与负载电感的作用,将在的两端产生很高的浪涌尖峰电压,加之的耐过压能力较差,这样就会使击穿,因此,其过压保护也是十分重要的。降低集射极间电压的方法通常有两种种是增大栅文档包含完整设计文件,电子设计相关包含源代码及设计文件,材料完整,欢迎联系索要极电阻,但的增大将减缓的开关速度,从而增加开关损耗,此方法不太理想还有种就是采用缓冲吸收电路。所以过压保护应该尽可能减少电路中的杂散电感。作为模块设计制造者来说,要优化模块内部结构如采用分层电路缩小有效回路面积等,减少寄生电感作为使用者来说,要优化主电路结构采用分层布线尽量缩短联接线等,减少杂散电感。另外,在整个线路上多加些低阻低感的退耦电容,进步减少线路电感。所有这些,对于直接减少的关断过电压均有较好的效果。同时采用吸收回路。吸收回路的作用是当关断时,吸收电感中释放的能量,以降低关断过电压。常用的吸收回路如图所示。对于电路中元件的选用,在实际工作中,电容选用高频低感圈绕聚乙烯或聚丙烯电容,也可选用陶瓷电容,容量为左右。电容量选得大些,对浪涌尖峰电压的抑制好些,但过大会受到放电时间的限制。电阻选用氧化膜无感电阻,其阻值的确定要满足放电时间明显小于主电路开关周期的要求,可按计算,为主电路的开关周期。极管应选用正向过渡电压低逆向恢复时间短的软特性缓冲极管。为了使关断过电压能得到有效的抑制并减小关断损耗,通常都需要给主电路设置关断缓冲吸收电路。的关断缓冲吸收电路分为充放电型和放电阻止型。充放电型有吸收和吸收种。如图所示。图型充放电型缓冲电路图型充放电型缓冲电路文档包含完整设计文件,电子设计相关包含源代码及设计文件,材料完整,欢迎联系索要缓冲电路的关断浪涌电压抑制效果好,使用大容量时,必须使缓冲电阻值很小,这样开通时的集电极电流增大功能受到影响。吸收电路因电容的充电电流在电阻上产生压降,还会造成过冲电压。电路因用极管旁路了电阻上的充电电流,从而克服了过冲电压。缓冲电路的缓冲极管的般过度正向电压压降的参考值通常为级,级,。缓冲电容容量值的计示方法缓冲电容所必须的容量值可用下式求出式中主电路的分布电感关断是的集电极电流缓冲电容电压的最终值直流电源电压必须控制在小于的间耐压值。此外,缓冲电容,要选用高频特性优良的电容薄膜电容器等。缓冲电阻值的计算如下如果将缓冲电阻值设定得过低,缓冲电路电流可能发生振荡,由于接通时集电极电流峰值增加,为保证振荡保持在在上式振荡的范围内,所以设定在最高值最好。缓冲电阻产生的损耗可由下式求得缓冲极管的选择缓冲极管过渡正向电压降减小是关断时尖峰电压产生的主要原因之。另外,缓冲极管逆向恢复时间变长,在高频开关工作时,使缓冲极管产生的损耗变大,缓冲极管的逆向恢复动作变得困难,在缓冲极管逆向恢复动作时,的间电压急剧增大且产生振荡。对于缓冲极管,要选择过度正向电压低,逆向恢复时间短,逆向恢复特性较软容易的为佳。的转移特性是指集电极电流与栅射电压之间的关系曲线。如图所示,它与的转移特性相同,当栅射电压小于开启电压时,处于关断状态。当时,导通在导通后的大部分漏极电流范围内,与呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值般取为左右。图的伏安特性和转移特性的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。处于导通状态时,由于它的晶体管为宽基区晶体管,所以其值基地。尽管等效电路图为达林顿结构,但流过的电流成为总电流的主要部分。此时,通态电压可用下式表示文档包含完整设计文件,电子设计相关包含源代码及设计文件,材料完整,欢迎联系索要式中结的正向电压,其值为扩展电阻上的压降沟道电阻。通态电流可用下式表示式中流过的电流。由于区存在电导调制效应,所以的通态压降小,耐压的通态压降为。的动态特性如下图是开关过程的波形图。在开通过程与电力的开通过程很相似。这是因为在开通过程中,大部分时间是作为来运行的。如图所示,从驱动电压的前沿上升至其幅值的的时刻,到集电极的电流上升至其幅值的的时刻止,这段时间为开通延迟时间,而从上升至所需的时间为电流的上升时间。同样,开通时间为开通延时时间与上升时间之和。开通时,极射电压的下降过程由和两段。前者为中单独工作的电压下降过程后者为何晶体管同时工作的电压下降过程。由于下降时的栅漏电容增加,而且中的晶体管由放大状态转入饱和状态也需要个过程,因此,段电压下降过程变缓。只有在段结束时,才完全进入饱和状态。图的开关过程关断时,从驱动电压的脉冲后沿下降到其幅值的的时刻起,到集电极电流下降到止,这段时间为关断延时时间集电极电流从下降到文档包含完整设计文件,电子设计相关包含源代码及设计文件,材料完整,欢迎联系索要的这段时间为电流下降时间。者之和为关断时间。电流下降时间可以分为和两段。其中对应内部的的关断过程。这段时间集电极电流下降较快对应内部的的关断过程,这段时间内已经关断,又无反向电压,所以基区内的少子复合缓慢,造成下降较慢。的擎住效应为层结构,存在个寄生晶闸管,在晶体管的基极与发射极之间存在个体区短路电阻,型体区的横向空穴流过此电阻会产生定压降,对结相当于个正偏置电压。在规定的集电极电流范围内,这个正偏置电压不会使晶体管导通当大到定程度时,该偏置电压使晶体管开通,进而使和晶体管处于饱和状态。于是栅极失去控制作用,这就是所谓的擎住效应。模块选型目前市场上面的模块产品很多,例如菱富士东芝社西门子英飞凌,等品牌。例如菱的系列标准型中高压大电流的型号为单元的模块可以承受的最大电压值为,最大电流值为,工作电路中的栅极电阻可选取为左右。菱的系列中的的最大耐压值和最大电流值与模块相同,但是模块是双单元结构,而且其栅极电阻的取值范围为