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永磁同步电机驱动电路的硬件研究(4)

关于IGBT浪涌电压描述：
a.关断浪涌
关断浪涌电压是在关断瞬间流过IGBT 的电流时产生的瞬态高压。当该IGBT 关断时，负载电流不能立即变化，由上臂续流二极管导通。由于负载中电感的存在，其增加的电压 VP=LP×di/dt ,这个电压与电源电源电压叠加并以浪涌形式加在下臂IGBT 的两端，在极端情况下可能造成IGBT损坏。
b. 续流二极管的恢复浪涌
当续流二极管恢复时会产生与关断浪涌电压相似的浪涌电压。当下臂 IGBT 开通时，续流管电流转移到下臂 IGBT 而下降。而当恢复时，线路中的寄生电感产生一个浪涌电压LP×di/dt。
电流导通：直流电压直接作用于变压器源边，源边储存能量；断开：复变产生相反电压（电流不能突变），此时整流二极管导通，能量通过电磁作用耦合到副边，产生正向电压。 IGBT应用介绍
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。 IGBT 导通后的管压降与所加栅源电压有关,在漏源电流一定的情况下, u GS越高, uDS就越低,器件的导通损耗就越小 。但是, u GS并非越高越好,一般不允许超过20V ,一旦发生过流或短路,栅压越高,则电流幅值越高, IGBT 损坏的可能性就越大。通常,综合考虑取+ 15V 为宜。
所以电路中用NPN PNP对管的推挽输出来实现栅极的+15V和0V的驱动转换。同时，栅极R38的接入保证输入信号消失时栅极电压为0。
IGBT 与强电网有直接电联系,因此,驱动器控制电路具有电隔离能力可以保证设备的正常工作,同时又可安全调试，但不应影响驱动信号的正常传输。PWM通过驱动芯片IR2127的隔离，使得输出段HO使信号变为0~15V。对管和驱动芯片也保证了IGBT出现损坏引起的大电流不会影响到前面的电路。 栅极电阻Rg的作用：1、消除栅极振荡    绝缘栅器件(IGBT、MOSFET)的栅射（或栅源）极之间是容性结构，栅极回路的寄生电感又是不可避免的，如果没有栅极电阻，那栅极回路在驱动器驱动脉冲的激励下要产生很强的振荡，因此必须串联一个电阻加以迅速衰减。
 2、转移驱动器的功率损耗   电容电感都是无功元件，如果没有栅极电阻，驱动功率就将绝大部分消耗在驱动器内部的输出管上，使其温度上升很多。
3、为提高开关频率, Rg 取值应该
尽量小。但如果Rg 取值过小, 会导致栅、射极之间的充放电时间常数小, 开通瞬间电流较大, 从而损坏IGBT;若Rg 取值过大, 虽然在抑制dv/dt方面很有效果, 但增加了IGBT的开关时间和开关损耗, 严重影响IGBT的性能和工作状态。 因此必须统筹兼顾。 驱动电阻Rg的选取 IGBT 的开关时间是由驱动器对IGBT 的输入电容的充放电来控制, 增加门极输出电流,IGBT 开通时间和关断时间会相应缩短,开关损耗也会降低, Rg主要是用来限制门极输出的降值电流, Rg可由下式确定:  Rg = △U / Ipeak ，(Ipeak=(Vbat-Vceon)/ Rcoil一般可以在驱动器数据文档中找到。)
可如下选取：IGBT额定电流(A)分别：50      100       200         300
            Rg阻值范围(Ω)分别：10~20    5.6~10    3.9~7.5       3~5.6
本作中IGBT所用的GW20NC60VD绝对最大额定Ic 为30A（100℃）~60A （25℃）。