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脉冲功率应用的IGBT快速驱动电路

朱晓光 张政权 刘庆想 刘猛 王庆峰

朱晓光, 张政权, 刘庆想, 等. 脉冲功率应用的IGBT快速驱动电路[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 015001. doi: 10.11884/HPLPB201830.170330
引用本文: 朱晓光, 张政权, 刘庆想, 等. 脉冲功率应用的IGBT快速驱动电路[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 015001. doi: 10.11884/HPLPB201830.170330
Zhu Xiaoguang, Zhang Zhengquan, Liu Qingxiang, et al. High speed IGBT gate driving circuit applied to pulsed power system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 015001. doi: 10.11884/HPLPB201830.170330
Citation: Zhu Xiaoguang, Zhang Zhengquan, Liu Qingxiang, et al. High speed IGBT gate driving circuit applied to pulsed power system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 015001. doi: 10.11884/HPLPB201830.170330

脉冲功率应用的IGBT快速驱动电路

doi: 10.11884/HPLPB201830.170330
基金项目: 国家重点研发计划
详细信息
    作者简介:

    朱晓光(1993-), 女,硕士,从事脉冲功率技术研究;hermionexgxg@outlook.com

  • 中图分类号: TM332.8

High speed IGBT gate driving circuit applied to pulsed power system

  • 摘要: 根据绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的工作特性,研究设计了一种应用于脉冲功率系统的开关驱动电路,实现了IGBT的快速开通。阐述了驱动电路的原理,设计了基于平面变压器的驱动电路,在驱动芯片基础上为栅极提供幅值为60 V脉冲电压,提高开关速度。最后使用Blumlein双线结构对驱动电路的性能进行了实验验证。应用这种驱动方式,提高了集电极电流上升速率。实验结果表明,在1000 V的工作电压下,通过IGBT的脉冲电流达到了470.53 A,脉冲前沿为40 ns,di/dt达到9.41 A/ns,相比数据手册提供的数据,该电流上升速度提高了7.53倍,实现了对IGBT的快速驱动。
  • 图  1  IGBT开关过程

    Figure  1.  Switching process of IGBT

    图  2  驱动电路原理框图

    Figure  2.  Gate driving block diagram

    图  3  平面变压器等效电路

    Figure  3.  Equivalent circuit of planar transformer

    图  4  变压器模型

    Figure  4.  Model of transformer

    图  5  驱动信号波形

    Figure  5.  Driving signal

    图  6  脉冲形成网络

    Figure  6.  Circuit of pulse forming network

    图  7  驱动电路及脉冲形成网络实物图

    Figure  7.  Board of driving circuit and pulse forming network

    图  8  实验结果

    Figure  8.  Experimental result

    表  1  实验结果对照

    Table  1.   Results of experiments

    gate voltage/V (di/dt)/(A·ns-1)
    15(suggested by datasheet) 1.25
    24 5.73
    48 7.58
    60 9.41
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-27
  • 修回日期:  2017-10-19
  • 刊出日期:  2018-01-15

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