關于半橋電路中抗dV/dt噪聲干擾的安全工作區分析及其解決方案

王定良

摘要：作為電機驅動電路的智能功率模塊（IPM）正變得越來越重要，但是越來越快的開關速度，可能會引起IPM模塊中的IGBT的誤觸發。另外，過高的dV/dt也會在IGBT關斷狀態下產生雪崩擊穿。本文結合半橋電路的寄生參數模型，完善傳統公式的推導。基于對公式與IGBT擎住現象的分析，并結合IGBT的安全工作區提出了一種根據dv/dt的大小來動態擴展IGBT安全工作區的電路結構，改善了傳統半橋電路工作時的可靠性。

關鍵詞：IGBT;誤觸發;dv/dt;可靠性

0引言

在科技越來越自動化、智能化的今天，電機的應用已經深入到了社會生活的各個方面，廣泛應用在家電、交通、水利等各個領域。作為電機驅動電路的智能功率模塊（IPM）正變得越來越重要。作為IPM驅動電機的核心單元的半橋電路性能的好壞直接決定著IPM模塊的性能和穩定性。但是在當下對IPM模塊越來越高的開啟關斷速率的要求，可能會引起組成半橋電路的IGBT器件的誤觸發，該誤觸發可能會導致半橋電路的橋臂直通，直通瞬間的大電流就會導致整個電路的損壞。另外，過高的開關轉換速率也會導致IGBT關斷狀態下產生動態雪崩擊穿。本文通過對半橋電路結構的分析并結合IGBT安全工作區模型，通過該模型，本文提出了一種可以動態擴展IGBT安全工作區的結構，提高了IPM電路工作時的可靠性。

1dV/dt吳觸發模型分析

常用的IPM智能模塊中的半橋IGBT功率模塊如圖1所示，其中，IGBTl和IGBT2、IGBT3和IGBT4、IGBT5和IGBT6分別為半橋電路的三組半橋，FRDl～FRD6為快恢復二極管：電阻RG由IPM內部……