1 مقدمه

زیراigbtداشته باشدگزینهبه دلیل فرکانس بالا، مصرف توان رسانایی پایین و کنترل راحت گیت، در سیستم‌های تبدیل توان بالا به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در کاربردهای igbt، علاوه بر سطح فنی خاص خود، عامل مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود این است که آیا طراحی درایور آن منطقی و قابل اعتماد است یا خیر. درایو igbt به عنوان منبع تغذیهجریانبین کنترل کننده ورابطاین مدار ارتباط نزدیکی با مصرف برق و قابلیت اطمینان سیستم دارد. یک درایور بهینه شده در سیستم تبدیل برق ضروری است. انتخاب یک مدار درایور مناسب ارتباط نزدیکی با قابلیت اطمینان کل مبدل دارد.

درایور عمدتاً سه عملکرد زیر را انجام می‌دهد. اولین عملکرد، عملکرد راه اندازی است که یک درایو به اندازه کافی بزرگ برای سوئیچ igbt فراهم می‌کند.جاری، برای اطمینان از اینکه igbt می‌تواند به طور قابل اعتمادی تحت کنترل آن روشن و خاموش شود؛ ثانیاً، درایور باید دارای یک عملکرد حفاظتی باشد. وقتی igbt رخ می‌دهدshort circuit,enیا وقتی اضافه جریان وجود دارد، درایور می‌تواند در کمترین زمان igbt را خاموش کند تا از دستگاه برق محافظت کند.علاوه بر این، در کاربردهای ولتاژ بالا و توان بالا، درایور به عنوان پل ارتباطی بین مدار کنترل و مدار قدرت، باید عملکرد ایزولاسیون الکتریکی را داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که مدار کنترل با مدار قدرت تداخل نداشته و تحت تأثیر آن قرار نمی‌گیرد.با فرض برآورده کردن سه عملکرد فوق، راننده باید رابطه بین انعطاف‌پذیری، عملکرد و قیمت را نیز در نظر بگیرد.

با توجه به ظرفیت‌های جریان و سطوح ولتاژ مختلف IGBT، تفاوت‌هایی در الزامات فنی برای درایورهای آن نیز وجود دارد. در کاربردهای کم‌توان، به دلیل اینکه جریان محرک نسبتاً کوچک است، بیشتر از درایورهای یکپارچه استفاده می‌شود. در کاربردهای توان بالا و ولتاژ بالا، مانند منابع تغذیه UPS توان بالا، ولتاژ بالامبدل فرکانسو غیره، که درایور را ملزم به ارائه جریان درایو بزرگتر، ولتاژ ایزولاسیون بالاتر و عملکردهای حفاظتی کامل‌تر می‌کند. این مقاله بر روی ماژول‌های درایو IGBT پرقدرت رایج موجود در بازار، مانند SKHI22 از Semikron و 2SD315A از Concept و غیره تمرکز دارد و برخی از ویژگی‌های فنی مشترک، نکات طراحی و روندهای توسعه آینده فناوری درایو IGBT پرقدرت آنها را تجزیه و تحلیل می‌کند.

۲ تحلیل ویژگی‌های فنی

۲.۱ توابع پردازش سیگنال کامل

در کاربردهای ولتاژ بالا و توان بالا، با توجه به عواملی مانند تداخل قوی ایجاد شده توسط سوئیچ و هزینه بالای IGBT، اطمینان از قابلیت اطمینان سیگنال درایو IGBT بسیار مهم است. بنابراین، ماژول‌های درایو igbt با توان بالا معمولاً دارای یک تابع پیش‌پردازش سیگنال پالس درایو کامل هستند که هدف آن اطمینان از قابلیت اطمینان سیگنال پالس گیت igbt است. توابع پردازش سیگنال درایو رایج به شرح زیر است:

(1) عملکرد اتصال پالس دو کاناله

وقتی ماژول درایو دو سیگنال پالس برای کنترل IGBT های بالایی و پایینی به ترتیب روی یک بازوی پل خروجی می‌دهد، اگر سیگنال درایو، هدایت دو IGBT را به طور همزمان کنترل کند، اتصال کوتاه سراسری رخ می‌دهد که ممکن است باعث آسیب به IGBT یا سایر دستگاه‌ها شود. به منظور جلوگیری از وضعیت فوق، یک مدار قفل سیگنال در داخل ماژول درایور طراحی شده است تا اطمینان حاصل شود که وقتی دو سیگنال پالس ورودی همزمان بالا هستند، دو خروجی همزمان پایین هستند تا از اتصال کوتاه جلوگیری شود. هنگامی که کنترل مستقل سیگنال‌های درایو دوگانه مورد نیاز است، عملکرد قفل داخلی را می‌توان از طریق ترمینال‌های خارجی نیز محافظت کرد.

(2) عملکرد سرکوب پالس باریک

سیگنال پالس باریک ناشی از مدار کنترل یا تداخل و غیره، از طریق درایور به گیت IGBT اضافه می‌شود که ممکن است باعث شود IGBT فرآیند سوئیچینگ را در مدت زمان کوتاهی انجام دهد. یک سیگنال پالس خیلی کوتاه باعث می‌شود IGBT قبل از روشن شدن کامل خاموش شود که این امر تأثیر منفی بر خروجی مبدل دارد، تلفات سوئیچینگ IGBT را افزایش می‌دهد و راندمان سیستم را کاهش می‌دهد. یک مدار فیلتر در درایور برای حذف سیگنال‌های پالس باریک طراحی شده است که برای بهبود قابلیت اطمینان igbt مفید است.

(3) تابع تنظیم زمان مرده

در حالت کار نیم پل، دو IGBT باید به نوبت روشن شوند. برای جلوگیری از روشن شدن همزمان دو IGBT در طول فرآیند سوئیچینگ، باید هنگام روشن شدن متناوب دو لامپ، زمان مرده مشخصی اضافه شود. با توجه به IGBT های با مشخصات مختلف، زمان مرده متفاوت است. در ماژول درایو پرقدرت دو کاناله، یک مدار کنترل منطقه مرده به صورت داخلی طراحی شده است و اندازه منطقه مرده را می‌توان از طریق روش‌های مختلف اتصال ترمینال‌های خارجی، مانند اتصال ترمینال‌های خارجی با ظرفیت‌های مختلف، تنظیم کرد.ظرفیت خازنی(2sd106) یا سطح بالا و پایین (skhi22a/b).

شکل ۱، سمیک را نشان می‌دهد.رامنمودار بلوکی پردازش سیگنال درایور پرقدرت igbt این شرکت [3] شامل ماژول‌های عملکردی پردازش سیگنال مختلفی است که هدف آنها تضمین قابلیت اطمینان سیگنال درایو igbt است.

۲.۲ روش انتقال ایزوله سیگنال‌های رانندگی

با توجه به اینکه درایور IGBT ولتاژ بالا و توان بالا در یک محیط ولتاژ بالا کار می‌کند، برای اطمینان از اینکه کنترل‌کننده تحت تأثیر سمت ولتاژ بالا قرار نمی‌گیرد، سیگنال پالس درایو باید ایزوله شده و سپس به گیت IGBT منتقل شود. روش‌های ایزوله‌سازی رایج شامل ایزوله‌سازی نوری و ایزوله‌سازی مغناطیسی است. ایزوله‌سازی نوری شامل موارد زیر است:اپتوکوپلرانزوا وفیبر نوریایزولاسیون، روش ایزولاسیون اپتوکوپلر به دلیل ولتاژ ایزولاسیون نسبتاً پایین، مشکلاتی مانند تأخیر در انتقال، فرسودگی و قابلیت اطمینان دارد. این روش به ندرت در کاربردهای ولتاژ بالا که ولتاژ باس DC از 800 ولت بیشتر است، استفاده می‌شود.ترانسفورماتور پالسروش ایزولاسیون (ایزولاسیون مغناطیسی) می‌تواند به ولتاژ ایزولاسیون نسبتاً بالایی دست یابد، وترانسفورماتوراین دارای قابلیت اطمینان بالا، تأخیر انتقال کم، امکان دستیابی به فرکانس سوئیچینگ بالاتر و عدم وجود مشکلات پیری است. بنابراین، اکثر درایورهای igbt ولتاژ بالا از ترانسفورماتورهای پالس به عنوان اجزای ایزولاسیون برای تکمیل انتقال ایزولاسیون سیگنال‌های درایو استفاده می‌کنند.

ترانسفورماتور پالس محرک سنتی، سیگنال پالس تقویت‌شده را ایزوله کرده و مستقیماً IGBT یا لامپ MOS قدرت را راه‌اندازی می‌کند. اصل مدار اساسی آن در شکل 2 نشان داده شده است. عملکرد خازن سری اولیه، حذف مؤلفه DC پالس محرک است. لامپ تنظیم‌کننده ولتاژ موازی ثانویه برای جلوگیری از زیاد بودن ولتاژ خروجی و آسیب رساندن به لامپ سوئیچ قدرت استفاده می‌شود. این روش کار نیازی به منبع تغذیه محرک جداگانه ندارد، طراحی مدار ساده است و هزینه آن نسبتاً کم است. با این حال، هنگامی که چرخه وظیفه پالس محرک به طور گسترده تغییر می‌کند، به خصوص هنگامی که چرخه وظیفه نسبتاً بزرگ است، از آنجایی که ناحیه ولت-ثانیه شکل موج خروجی ترانسفورماتور در یک چرخه باید برابر باشد، دامنه پالس مثبت خروجی ممکن است کاهش یابد و راه‌اندازی عادی igbt را غیرممکن سازد. چرخه وظیفه پالس کنترل معمولاً باید کمتر از 50٪ باشد. در همان زمان، ترانسفورماتور پالسهسته مغناطیسیمشکل اشباع همچنین زمان روشن بودن پالس کنترل را محدود می‌کند. عیب دیگر، اعوجاج شکل موج محرک، به ویژه هنگام راه‌اندازی IGBT با توان بالا است. به دلیل ظرفیت ورودی نسبتاً زیاد IGBT، شکل موج پالس محرک خروجی ثانویه ترانسفورماتور پالس به سختی می‌تواند الزامات راه‌اندازی را برآورده کند. بنابراین، این روش راه‌اندازی عمدتاً در سیستم‌های کم‌توان استفاده می‌شود.منبع تغذیه سوئیچینگوسط.

برای IGBT ولتاژ بالا و توان بالا، روش راه اندازی فوق بدیهی است که قابل اعمال نیست. روش رایج، مدولاسیون سیگنال پالس راه اندازی و تبدیل لبه بالا رونده و لبه پایین رونده آن به دو سیگنال پالس باریک معکوس است. ترانسفورماتور پالس فقط این دو سیگنال پالس را تبدیل می‌کند.جفتبه سطح ثانویه، و سپس سیگنال پالس محرک را از طریق روش بازسازی ثانویه بازیابی کنید. اصول کار آن در شکل 3 نشان داده شده است.

این روش را می‌توان روش انتقال کوپلینگ لبه پالس نامید. مزیت این روش این است که ترانسفورماتور پالس فقط سیگنال‌های پالس باریک را با پهنای پالس ثابت ارسال می‌کند و می‌تواند با سیگنال‌های پالس محرک با طیف وسیعی از تغییرات چرخه وظیفه سازگار شود. از آنجایی که ترانسفورماتور سیگنال‌های پالس باریک را ارسال می‌کند، هسته و سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور می‌توانند مقادیر نسبتاً کوچکی را بپذیرند و اندوکتانس نشتی و خازن توزیع‌شده مربوطه نیز نسبتاً کوچک هستند که برای طراحی ترانسفورماتور پالس و انتقال سیگنال مفید است. عیب این روش این است که مدار تبدیل و بازسازی اضافه می‌شود و مدار نسبتاً پیچیده است. شکل 4 شکل موج آزمایشی اولیه ترانسفورماتور پالس را پس از تبدیل نشان می‌دهد.

به منظور تسهیل طراحی منبع تغذیه درایو توسط کاربران، ماژول‌های درایو igbt با توان بالا معمولاً دارای یک مبدل dc/dc در داخل خود هستند. مبدل‌های DC/DC با سطوح ولتاژ ایزولاسیون بالا، نیازی به طراحی جداگانه منبع تغذیه ایزوله توسط کاربران ندارند. مبدل‌های ایزولاسیون یکپارچه معمولاً از ساختار نیم پل یا پوش-پول استفاده می‌کنند. به منظور افزایش ولتاژ ایزولاسیون و ساده‌سازی مدار کنترل مبدل، آنها عموماً کنترل حلقه بسته ندارند. برخی از درایورها برای تثبیت ولتاژ درایو، یک منبع تغذیه تنظیم‌شده خطی در انتهای خروجی اضافه می‌کنند. به منظور کاهش اندازه ترانسفورماتور، فرکانس کار عمدتاً بالای 100 کیلوهرتز است. در کاربردهای ولتاژ بالا و توان بالا، بسته به ولتاژ باس، درایور باید تحمل ولتاژ ایزولاسیون بالایی بین اولیه و ثانویه داشته باشد. ولتاژ باس 900 ولت DC حداقل به ولتاژ ایزولاسیون 4 کیلوولت AC نیاز دارد. عامل دیگری که باید در نظر گرفته شود، تحمل dv/dt است. هنگامی که igbt با سرعت بالا سوئیچ می‌کند، ممکن است dv/dt بسیار بالایی ایجاد شود. این سیگنال می‌تواند از طریق یک ترانسفورماتور ایزولاسیون یا ترانسفورماتور پالس به مدار کنترل اولیه کوپل شود و باعث ایجاد تداخل در مدار کنترل شود. بنابراین، هنگام طراحی ترانسفورماتور ایزولاسیون، لازم است که ظرفیت خازنی کوپلاژ اولیه و ثانویه بسیار کمی نیز داشته باشد. اندازه ظرفیت خازنی کوپلاژ ترانسفورماتور بر اساس الزامات خاص برای استقامت dv/dt تعیین می‌شود که معمولاً کمتر از 20pf است.

فرآیند تولید ترانسفورماتور، کلید دستیابی به ولتاژ ایزولاسیون بالای ذکر شده در بالا است. به منظور افزایش تحمل ولتاژ ایزولاسیون و کاهش ظرفیت کوپلینگ بین اولیه، ثانویه یا ثانویه، سیم‌پیچ‌ها معمولاً به طور جداگانه پیچیده شده و توسط بافل‌های عایق از هم جدا می‌شوند. گاهی اوقات لازم است سطح هسته مغناطیسی با ماده عایق ضخیم پوشانده شود یا با سه لایه سیم عایق پیچیده شود. شکل 5 نمودار شماتیکی از ساختار ترانسفورماتور ماژول درایور igbt eupec 2ed300c17 است [4].

۲.۴ حفاظت در برابر اتصال کوتاه و تنظیم آستانه

روش رایج فعلی برای محافظت در برابر اتصال کوتاه یا اضافه جریان در igbt با تشخیص مقدار ولتاژ vce [5] محقق می‌شود. هنگامی که igbt دچار اتصال کوتاه یا اضافه جریان می‌شود، ناحیه کاری آن از ناحیه اشباع خارج شده و ولتاژ vce افزایش می‌یابد. به طور خاص،مدار حفاظتیاصل کار در شکل 6 نشان داده شده است. عبوردیودd به کلکتور igbt متصل می‌شود تا تشخیص زیر اشباع igbt را محقق کند. افزایش ولتاژ vce به طور متناظر پتانسیل آند دیود سری را افزایش می‌دهد. هنگامی که آستانه اتصال کوتاه تنظیم شده فراتر رود، مدار حفاظتی عمل کرده و igbt را خاموش می‌کند. از آنجایی که ولتاژ کلکتور IGBT در مرحله اولیه روشن شدن نسبتاً بالا است، اگر مدار حفاظتی در این زمان عمل کند، ممکن است باعث نقص شود. باید یک زمان منطقه مرده تنظیم شود که در طی آن مدار حفاظت اتصال کوتاه کار نخواهد کرد. این عملکرد به صورت موازی از طریق سوئیچ s و یک منبع تغذیه خارجی متصل می‌شود.مقاومتاین توسط rce و خازن cce تحقق می‌یابد. وقتی igbt خاموش است، s روشن می‌شود و خازن cce تا ۱۵ ولت شارژ می‌شود. وقتی igbt روشن است، s خاموش می‌شود و خازن cce از طریق rce دشارژ می‌شود. ولتاژ پایان دشارژ برابر است با:

این می‌تواند ولتاژ مرجع را در مراحل اولیه روشن شدن igbt بالاتر از ولتاژ تشخیص قرار دهد و از نقص مدار حفاظت جلوگیری کند. شکل موج در طول عملکرد عادی در شکل 7(a) نشان داده شده است. شکل موج هنگام وقوع خطای اتصال کوتاه یا اضافه جریان در شکل 7(b) نشان داده شده است.

۲.۵ روش رابط کاربری

برای سازگاری با ماژول‌های igbt که توسط تولیدکنندگان مختلف بسته‌بندی شده‌اند، درایور igbt باید رابط کاربری آسانی داشته باشد. همچنین به انعطاف‌پذیری گسترده و هزینه اقتصادی نیاز دارد. ماژول‌های درایور رایج موجود در بازار عمدتاً ازجوشکاریاتصال با igbt را روی برد PCB پیاده‌سازی کنید، مانند: skhi22، 2sd315a و 2ed300c17 و غیره. به منظور تسهیل نصب، از روش اتصال مستقیم با پلاگین نیز استفاده شده است. شکل 8 ظاهر ماژول درایور skyper توسعه یافته توسط semikron است. به صورت پلاگین به برد رابط درایو متصل شده است.

از آنجایی که ماژول درایو (هسته درایو) تنها مهم‌ترین عملکردهای رایج در درایو را ارائه می‌دهد، ارتباط آن با ماژول‌های مختلف در کاربردهای مختلف باید به برد رابط متکی باشد. کل واحد ماژول-درایو شامل یک ماژول قدرت با رابط فنری، یک هسته درایو استاندارد یا پیشرفته و یک برد رابط است که هسته درایو را به ماژول مشخص شده متصل می‌کند. برد رابطی که قابل سفارشی‌سازی باشد، یک مزیت برجسته دارد: کاربر می‌تواند ویژگی‌های سوئیچینگ igbt را خودش تنظیم و تعیین کند، به عنوان مثال: تغییر سرعت باز یا بسته شدن igbt با تنظیم rgon یا rgoff؛ تنظیم زمان مرده یا غیرفعال کردن عملکرد قفل داخلی؛ تنظیم نقطه حفاظت vce و زمان پنجره و غیره. در مقایسه با ماژول قدرت هوشمند ipm که در حال حاضر در بازار موجود است، برد رابط کل سیستم را انعطاف‌پذیرتر و تطبیق آن را با کاربردهای مختلف آسان‌تر می‌کند. پس از تنظیم پارامترهای سیستم، کل سیستم را می‌توان به راحتی ipm استفاده کرد. اتصال الکتریکی بین ماژول semix و برد رابط از طریق فنر تعبیه شده در ماژول semix و لایه پایینی برد رابط انجام می‌شود.تماسبرای دستیابی به. پس از مونتاژ، کنتاکت‌های برد رابط با کنتاکت‌های فنری ماژول تماس پیدا می‌کنند و اتصال الکتریکی را از طریق تماس فشاری تکمیل می‌کنند. فشار تماسی، قابلیت اطمینان ماژول قدرت را در مقایسه با فناوری لحیم‌کاری افزایش می‌دهد. به طور مشابه، اتصال پلاگین بین هسته درایو و برد رابط نیز برای جلوگیری از جوشکاری است [6]. شکل 9 نمودار نمونه‌ای از اتصال بین هسته درایور، برد رابط و ماژول semix است.

۲.۶ بسیار یکپارچه

روند توسعه درایور به سمت یکپارچه‌سازی بالا است که می‌تواند اندازه درایور را کاهش داده و با igbt یکپارچه‌تر شود، نصب آن را آسان‌تر کند، طول خطوط اتصال بین ماژول‌های igbt درایور را کاهش دهد و تعداد سیم‌های رابط را کاهش دهد.اندوکتانسبرای دستیابی به این هدف، ماژول‌های درایور igbt که در حال حاضر توسط برخی شرکت‌های خارجی توسعه یافته‌اند، همگی از قطعات ویژه خودساخته استفاده می‌کنند.مدار مجتمعاسمبرای مثال: skic2001a از شرکت Semikron و ldi001 و lgd001 از شرکت Concept. از طریق به‌کارگیری ASIC، می‌توان اکثر توابع کنترل و حفاظت را با IC پیاده‌سازی کرد که این امر اندازه درایو را تا حد زیادی کاهش داده و قابلیت اطمینان درایو igbt را افزایش می‌دهد.

3 روند توسعه ماژول‌های درایو igbt ولتاژ بالا و توان بالا

به عنوان یک نیمه هادی قدرت مرکب، igbt به دلیل مصرف برق کم، فرکانس سوئیچینگ بالا و ظرفیت جریان زیاد، به ویژه در مبدل‌های توان بالا، به طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. الزامات مدار درایو آن نیز بیشتر و بیشتر خواهد شد. جهت‌گیری‌های اصلی توسعه فنی در جنبه‌های زیر منعکس شده است.

(1) ادغام بالاتر

در حال حاضر، اندازه ماژول‌های درایور igbt پرقدرت هنوز نسبتاً بزرگ است. به منظور افزایش تحمل ولتاژ ایزولاسیون، معمولاً از یک ترانسفورماتور برای دستیابی به ایزولاسیون استفاده می‌شود. اندازه و وزن ترانسفورماتور نسبتاً بزرگ است و ادغام آن دشوار است. بنابراین، درایوهای آینده از ماژول‌های کوچک‌تر و آسان‌تر برای ادغام استفاده خواهند کرد.مقرهقطعات، مانند استفاده از ترانسفورماتورهای پیزوالکتریک یا فناوری پیشرفته ادغام مغناطیسی برای کاهش اندازه و وزن قطعات ایزولاسیون و افزایش ادغام [7]. قابل پیش‌بینی است که در آینده، IGBT با توان بالا و مدار درایو آن در یک ماژول ادغام شوند. کاربران فقط باید سیگنال کنترل را مستقیماً به ماژول قدرت وارد کنند تا IGBT را کنترل کنند.

(2) ولتاژ ایزولاسیون بالاتر

درایورهای جریان از اپتوکوپلرها و ترانسفورماتورها برای دستیابی به ایزولاسیون استفاده می‌کنند. مزیت اپتوکوپلرها اندازه کوچک آنهاست، اما کاستی‌هایی مانند ولتاژ ایزولاسیون نسبتاً کم، فرسودگی آسان و تأخیر زیاد دارند. ایزولاسیون ترانسفورماتور ولتاژ ایزولاسیون بالاتر و تأخیر کمتری دارد، اما بزرگتر است. بنابراین، هنگامی که ایزولاسیون ولتاژ بالا مورد نیاز است، ترانسفورماتورها بیشتر برای دستیابی به ایزولاسیون استفاده می‌شوند. در حال حاضر، بالاترین ولتاژ ایزولاسیون یک ماژول درایو ایزولاسیون ترانسفورماتور حدود 3300 ولت است. بالاترین سطح ولتاژ igbt به 6500 ولت رسیده است. برای سازگاری با کاربردهای ولتاژ بالاتر، باید از درایورهایی با ولتاژ ایزولاسیون بالاتر استفاده شود.

(3) قدرت رانندگی بیشتر

ظرفیت ماژول‌های igbt دائماً در حال افزایش است و ظرفیت جریان یک ماژول واحد می‌تواند به 3600 آمپر برسد. گاهی اوقات برای افزایش ظرفیت، معمولاً به صورت موازی کار می‌کنند که این امر الزامات بالاتری را برای توان محرک درایور مطرح می‌کند. حداکثر جریان خروجی درایور نیز باید بر این اساس افزایش یابد، به خصوص هنگامی که چندین ماژول به صورت موازی استفاده می‌شوند، میانگین توان خروجی درایور باید به 5 وات تا 10 وات برسد و حداکثر جریان خروجی لحظه‌ای باید به بیش از 30 آمپر برسد.

(4) فرکانس سوئیچینگ بالاتر

به منظور سازگاری با کاربردهای منابع تغذیه گرمایش القایی، فرکانس سوئیچینگ igbt همچنان در حال افزایش است. با توسعه فناوری تولید، بالاترین فرکانس سوئیچینگ igbt در حال حاضر می‌تواند بالای ۱۰۰ کیلوهرتز باشد که می‌تواند تا حدی جایگزین لامپ MOSFET شود. برای درایور، به این معنی است که باید توان درایو بیشتری را فراهم کند و درایور باید زمان تأخیر پالس درایو و زمان‌های صعود و سقوط کوتاه‌تری داشته باشد و حداکثر جریان درایو لحظه‌ای بیشتری را فراهم کند و غیره.

(5) توابع کامل‌تر

فناوری گیت درایو که در حال حاضر به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد، نمی‌تواند di/dt و dv/dt ناشی از فرآیند سوئیچینگ igbt را کنترل کند و در نتیجه emi مدار تبدیل را کنترل کند. فناوری گیت درایو فعال می‌تواند به طور موثر di/dt و dv/dt بالاتر ناشی از سوئیچینگ igbt را کنترل کند. بر این اساس، می‌تواند باعث شود igbt در یک منطقه کاری امن‌تر کار کند، emi تولید شده در طول فرآیند سوئیچینگ آن را کاهش دهد و به تبع آن مدار جذب بافر igbt را نیز کاهش دهد. در میان آنها، فناوری گیت درایو فعال سه مرحله‌ای، یک فناوری گیت درایو فعال با چشم‌انداز کاربرد گسترده است [8]. علاوه بر این، برای برآوردن نیازهای کاربردهای IGBT سری و موازی، درایور باید دارای توابع تقسیم ولتاژ و جریان پویا نیز باشد.

4 نتیجه گیری

IGBT به عنوان یک قطعه نیمه‌هادی قدرت کلیدی در سیستم‌های الکترونیک قدرت، چندین سال است که به رشد خود ادامه می‌دهد. از آنجایی که این قطعه، دستگاه‌ها و تجهیزات الکترونیک قدرت را قادر می‌سازد تا به راندمان بالاتر، فرکانس سوئیچینگ بالاتر و طراحی کوچک‌تر دستگاه‌های تبدیل توان دست یابند، با بهبود مستمر عملکرد، زمینه‌های کاربرد دستگاه‌های IGBT به طیف وسیع‌تری گسترش یافته است. این قطعه نه تنها در صنعت، بلکه در بسیاری از سیستم‌های تبدیل توان دیگر، جایگزین ترانزیستورهای دوقطبی توان بالا شده است.ترانزیستور(جی تی آر)، پاور ماسترانزیستور اثر میدانی(mosfet) ، حتی یک خاموش شدن دروازه جایگزین رخ می‌دهدتریستور(gto) روندهای واقع‌بینانه. فناوری ماژول درایور IGBT پرقدرت همچنان در حال بهبود خواهد بود و سطح ادغام نیز افزایش می‌یابد، در نتیجه مصرف برق IGBT و تداخل الکترومغناطیسی کاهش می‌یابد و قابلیت اطمینان سیستم بهبود می‌یابد. با توسعه فناوری تولید igbt و افزایش بیشتر زمینه‌های کاربردی، الزامات عملکرد درایوهای آن نیز به طور مداوم در حال افزایش است. به منظور انطباق با عملکرد نسل جدید igbt، تولیدکنندگان مختلف درایو در حال توسعه محصولات درایو igbt با عملکرد کامل‌تر هستند.

سلب مسئولیت: این مقاله از "Semiconductor Online" کپی شده است. این مقاله فقط بیانگر دیدگاه‌های شخصی نویسنده است و بیانگر دیدگاه‌های Sacco Micro و صنعت نیست. این مقاله فقط برای چاپ مجدد و به اشتراک گذاری جهت حمایت از حفاظت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً منبع اصلی و نویسنده را برای چاپ مجدد ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.