IGBT应用技术之有源钳位详解(3)

基本有源钳位电路的缺点：
上页中所表示的基本的有源钳位电路是有明显的缺点的，如下图所示。
首先明确，有源钳位电路工作在IGBT关断的瞬间，在这个时刻里，IGBT驱动器的最后一级推动级的三极管的下管是开着的，而TVS的电流一部分流入门极，另一部分则被这个三极管旁路掉了。
显然，由于这个支路的阻抗很低，因此TVS的电流大部分被这个三极管“吃掉了”。TVS的电流增大导致其击穿电压持续上升，钳位效果就大打折扣了。或者说，电路的有效性降低。
其次，TVS管的功耗非常大，导致必须选取封装较大的TVS，导致物料比较贵，难以购买，误差偏大，结电容过高等缺点。

改进的有源钳位电路(1)：
这个电路的特点是，将TVS的电流引至推动级的前级，这相当于给TVS的电流增加了一级增益。这可以减少流过TVS的电流，提高这个电路的性能。
但这个电路最大的缺点是：
有源最后一级的推动级（三极管推挽电路），有较大的时间延迟，相位滞后，会使前面所说的P环节的速度下降，导致电路变慢，使集电极电位不能被及时钳住。电路的效果不好。

改进的有源钳位电路(2)：
这个电路增加了一个内馈回路，使电路的动态性能更好。TVS的电流很快就能流入门极，电路的响应更快。图腾柱推动级的加入为TVS提供了电流增益。
这个电路的缺点是，虽然TVS的电流得到了一定程度的减小，但最前级驱动仍然存在电流旁路。TVS的工作点仍然不够优化。
这种电路在SCALE1中的即插即用型驱动器产品已经在使用，例如，1SD536F2等。

CONCEPT公司推出的“Advanced Active Clamping”：
下图就是CONCEPT公司推出的基于SCALE2芯片组的AdvancedActive Clamping的功能示意图。
当TVS被击穿时，电流IAAC会流进ASIC（专用集成电路）的AAC单元。该单元会根据IAAC的大小操纵下管Mosfet。当该电流大于40mA时，下管Mosfet开始被线性地关断，当电流大于500mA时，下管Mosfet完全关闭。(以上电流数值为约数)
此时门极处于开路状态，Iz会向门极电容充电，使门极电压从米勒平台回到+15V，从而使关断电流变缓慢，达到电压钳位的效果。这个电路的特点是TVS的负载非常小，TVS的工作点非常接近额定点，钳位的准度及电路的有效性大大提高。