在IGBT的Datasheet中，我們經(jīng)常會(huì)看到一個(gè)參數(shù)Ciss，在實(shí)際電路應(yīng)用中，這個(gè)參數(shù)其實(shí)并不算一個(gè)很有用的參數(shù)，是因?yàn)樗峭ㄟ^電橋測(cè)得的，由于測(cè)量電壓太小而不能達(dá)到門極的門檻電壓，實(shí)際開關(guān)過程中的miller效應(yīng)并沒有能包涵在內(nèi)。在測(cè)量電路中，一個(gè)25V的電壓加在集電極上，在這種測(cè)量方法下測(cè)得的結(jié)電容要比Vce=0的時(shí)候要小一些，因此，規(guī)格書中的Ciss這個(gè)參數(shù)一般用于IGBT相互做對(duì)比時(shí)使用。

一般我們使用下面的經(jīng)驗(yàn)公式根據(jù)規(guī)格書的Ciss來計(jì)算輸入電容Cin的大小

Cin=5Ciss

驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算

接下來讓我們看看應(yīng)該如何來計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率。

在輸入結(jié)電容中存儲(chǔ)的能量可以通過如下公式計(jì)算：

W=1/2*Cin*ΔU?

其中，ΔU是門極上上升的整個(gè)電壓，比如在±15V的驅(qū)動(dòng)電壓下，ΔU就是30V。

在每個(gè)周期，門極被充電兩次，一個(gè)IGBT所需的驅(qū)動(dòng)功率我們可以按下式計(jì)算：

P=f*Cin*ΔU?

如果門極電荷先前通過測(cè)量得到了，那么

P=f*Qg*ΔU

這個(gè)功率是每個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)時(shí)所必須的，但門極的充放電時(shí)基本沒有能量損失的，這個(gè)功率實(shí)際上損失在驅(qū)動(dòng)電阻和外部電路中。當(dāng)然，設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮其他方面的損耗，比如供電電源的損耗。

驅(qū)動(dòng)電流的計(jì)算

驅(qū)動(dòng)器的最大輸出電流必須大于等于實(shí)際所需要的門極驅(qū)動(dòng)電流，計(jì)算公式如下：

Ig,max=ΔU/Rg,min

ΔU是整個(gè)門極上升電壓，而Rg,min是電路中選取的最小驅(qū)動(dòng)電阻。

下面我們舉個(gè)例子簡(jiǎn)單計(jì)算一下：

比如現(xiàn)有一個(gè)200A的IGBT模塊，工作頻率8KHZ，門極電荷測(cè)量波形如下：

Qg和ΔU可以通過示波器測(cè)得：Qg=2150nC，ΔU=30V

那么門極電容Cin=Qg/ΔU=71.6nF。

所需的驅(qū)動(dòng)功率：

P=f*Qg*ΔU=8*2150*30=0.516W

如果Rg=4.7Ω，那么驅(qū)動(dòng)電流為：

Ig=ΔU/Rg=30/4.7=6.4A

所需驅(qū)動(dòng)功率的大小，再結(jié)合其他設(shè)計(jì)因素，我們就可以參考設(shè)計(jì)出所需的驅(qū)動(dòng)板。