柵極電阻選取方法及作用、注意事項-KIA MOS管

柵極電阻的選取

1、柵極電阻阻值的確定

各種不同的考慮下，柵極電阻的選取會(huì )有很大的差異。初試可如下選取：

不同品牌的IGBT模塊可能有各自的特定要求，可在其參數手冊的推薦值附近調試。

2、柵極電阻功率的確定

柵極電阻的功率由IGBT柵極驅動(dòng)的功率決定，一般來(lái)說(shuō)柵極電阻的總功率應至少是柵極驅動(dòng)功率的2倍。

IGBT柵極驅動(dòng)功率 P＝FUQ，其中：F 為工作頻率；U 為驅動(dòng)輸出電壓的峰峰值；Q 為柵極電荷，可參考IGBT模塊參數手冊。

例如，常見(jiàn)IGBT驅動(dòng)器(如TX-KA101)輸出正電壓15V，負電壓-9V，則U=24V，假設 F=10KHz，Q=2.8uC可計算出 P=0.67w ，柵極電阻應選取2W電阻，或2個(gè)1W電阻并聯(lián)。

柵極電阻Rg的作用

1、消除柵極振蕩

絕緣柵器件(IGBT、MOSFET)的柵射（或柵源）極之間是容性結構，柵極回路的寄生電感又是不可避免的，如果沒(méi)有柵極電阻，那柵極回路在驅動(dòng)器驅動(dòng)脈沖的激勵下要產(chǎn)生很強的振蕩，因此必須串聯(lián)一個(gè)電阻加以迅速衰減。

2、轉移驅動(dòng)器的功率損耗

電容電感都是無(wú)功元件，如果沒(méi)有柵極電阻，驅動(dòng)功率就將絕大部分消耗在驅動(dòng)器內部的輸出管上，使其溫度上升很多。

3、調節功率開(kāi)關(guān)器件的通斷速度

柵極電阻小，開(kāi)關(guān)器件通斷快，開(kāi)關(guān)損耗小；反之則慢，同時(shí)開(kāi)關(guān)損耗大。但驅動(dòng)速度過(guò)快將使開(kāi)關(guān)器件的電壓和電流變化率大大提高，從而產(chǎn)生較大的干擾，嚴重的將使整個(gè)裝置無(wú)法工作，因此必須統籌兼顧。

設置柵極電阻的注意事項

1、盡量減小柵極回路的電感阻抗，具體的措施有：

a) 驅動(dòng)器靠近IGBT減小引線(xiàn)長(cháng)度；

b) 驅動(dòng)的柵射極引線(xiàn)絞合，并且不要用過(guò)粗的線(xiàn)；

c) 線(xiàn)路板上的 2 根驅動(dòng)線(xiàn)的距離盡量靠近；

d) 柵極電阻使用無(wú)感電阻；

e) 如果是有感電阻，可以用幾個(gè)并聯(lián)以減小電感。

2、IGBT 開(kāi)通和關(guān)斷選取不同的柵極電阻

通常為達到更好的驅動(dòng)效果，IGBT開(kāi)通和關(guān)斷可以采取不同的驅動(dòng)速度，分別選取 Rgon和Rgoff（也稱(chēng) Rg+ 和 Rg- ）往往是很必要的。

IGBT驅動(dòng)器有些是開(kāi)通和關(guān)斷分別輸出控制，如落木源TX-KA101、TX-KA102等，只要分別接上Rgon和Rgoff就可以了。

有些驅動(dòng)器只有一個(gè)輸出端，如落木源TX-K841L、TX-KA962F，這就要在原來(lái)的Rg 上再并聯(lián)一個(gè)電阻和二極管的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò )，用以調節2個(gè)方向的驅動(dòng)速度。

3、在IGBT的柵射極間接上Rge＝10－100K 電阻，防止在未接驅動(dòng)引線(xiàn)的情況下，偶然加主電高壓，通過(guò)米勒電容燒毀IGBT。

落木源驅動(dòng)板常見(jiàn)型號上(如：TX-DA962Dx、TX-DA102Dx)已經(jīng)有Rge了，但考慮到上述因素，用戶(hù)最好再在IGBT的柵射極或MOSFET柵源間加裝Rge。

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