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CHAPPIE
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在使用1ED3124MU12H栅极驱动IC驱动IGBT,双脉冲测试时,Rg电阻容易烧毁。
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Rachel_G
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您好,

1. 可以提供下您使用的IGBT模块型号吗?在您的示意图中,IGBT没有反并联二极管,实际的拓扑里也是没有的吗?

2. 测试到500V,出现Q3管栅极波形振荡现象,当母线电压小于500V时,可以提供正常的Q3电压电流测试波形吗?

3.根据以下公式对栅极电阻功率计算:

Rachel_Gao_0-1695617512770.pngRachel_Gao_1-1695617533068.png

Rachel_Gao_2-1695617918159.png

根据您的测试条件,Ig,peak=[15V-(-15V)]/(0.45Ω+20Ω)=1.47A;  Pg,peak=1.47A*1.47A*20Ω≈43W,

栅极关断负电压-15V偏高,通常选择-10V~-5V之间。

4. 根据你提供的波形截图,我还有个疑问,第二个脉冲信号是从下图的哪个时刻开始给的,t1还是t2?

Rachel_Gao_3-1695618617953.png

谢谢!

Rachel

 

在原帖中查看解决方案

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Rachel_G
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您好,

可以详细说明您遇到的问题吗,如上传驱动电路原理图设计,提供双脉冲测试条件,测试波形,还有 是每次双脉冲测试栅极电阻都会被烧毁吗?建议您检查下,在不加母线电压时,只让驱动电路工作,看看是否会出现栅极电阻烧毁的情况,以及IGBT的栅极驱动电压波形(Vge)是否正常?

另外推荐您一篇关于栅极驱动电阻(Rg)选型的文章,供您参考:https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-EiceDRIVER-Gate_resistor_for_power_devices-ApplicationNotes-v...

Best regards,

Rachel

CHAPPIE
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其中的半桥其中的半桥IGBT模块(3个全桥,1个斩波)通过跳线切换IGBT模块(3个全桥,1个斩波)通过跳线切换

测试条件:电压600V,电流50A,电感100uH;

测试波形:G3的测试波形,在t3时刻,Vge有振铃,且导致Vce关断,如图:

G3测试波形G3测试波形

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CHAPPIE
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现在都是按照数据手册的测试条件进行测试,Rg on=20Ω

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Rachel_G
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您好 

1. 栅极电阻烧毁本质原因就是超过了其所能承受的最大功率,由于Vge电压振荡,栅极电阻的功率损耗过大引起热损坏。

2. 根据您提供的波形图,红色框中,Vge本应该是负压突然被抬高且波形振荡,此时Vce也被拉低, 说明IGBT已发生寄生导通。IGBT模块与单体双脉冲测试有所不同,首先先检查测试平台设置是否正确,除了开关管给双脉冲信号,尤其是模块中的其他不工作的IGBT栅极禁止floating, 可以选择G,E短接,或者给负压,以防止IGBT发生寄生开通。IGBT模块内部也有二极管,检查下连接线路中,是否有其他可能会导通的路径。

 

Rachel_Gao_0-1695349631523.png

3. 请问您选择的IGBT模块是哪个型号?还请提供您做IGBT模块双脉冲实验的实际连接线路图或者示意图,比如电感是怎么连接的?上管G3用于开关管的话,下管是选择的哪个管子?

谢谢!

Rachel

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CHAPPIE
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您好!首先感谢您的帮助!

以下是基本的示意图,

屏幕截图 2023-09-22 151011.png

测试条件:VCC=600V,Vge=±15V,Rg=20Ω,L=100uH

测试过程:

1、G1、G2、G4、G5、G6因为位移电流问题,我将GE直接短接;

2、测试时,当测试到500V时,就会出现以上波形(示波器截图)。

3、目前使用的Rg on=20Ω(1206封装);

4、通过您之前给的文档,我算出我的Rg电阻的功率是42W,不知是不是我算错了,还请您指正。

 

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Rachel_G
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您好,

1. 可以提供下您使用的IGBT模块型号吗?在您的示意图中,IGBT没有反并联二极管,实际的拓扑里也是没有的吗?

2. 测试到500V,出现Q3管栅极波形振荡现象,当母线电压小于500V时,可以提供正常的Q3电压电流测试波形吗?

3.根据以下公式对栅极电阻功率计算:

Rachel_Gao_0-1695617512770.pngRachel_Gao_1-1695617533068.png

Rachel_Gao_2-1695617918159.png

根据您的测试条件,Ig,peak=[15V-(-15V)]/(0.45Ω+20Ω)=1.47A;  Pg,peak=1.47A*1.47A*20Ω≈43W,

栅极关断负电压-15V偏高,通常选择-10V~-5V之间。

4. 根据你提供的波形截图,我还有个疑问,第二个脉冲信号是从下图的哪个时刻开始给的,t1还是t2?

Rachel_Gao_3-1695618617953.png

谢谢!

Rachel

 

Rachel_G
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您好,

请问您的问题解决了吗?是否有任何结果更新呢?

Best regards,

Rachel

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CHAPPIE
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您好!按照您给的帮助,及我在做的测试中,发现是因为上管的GND(高地)回流路径太远,导致的波形在t3时刻有下跌。您之前指的哪个下跌是t3时刻的方波,也不是因为下管寄生导通所影响的。

目前还有一问题,使用1ED3124MU12H 驱动FF450R12KT4半桥模块,测试二极管反向恢复,diF/dt测试不上去,目标测试到9000A/us,实际测试到3900A/us,也在1ED3124MU12H 与FF450R12KT4栅极之间添加了推挽电路,实际测试到3600A/us。目前不知道问题出在哪里,还请指教。

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Rachel_G
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您好,

感谢您的更新。对于之前的测试波形,因为不确定是什么时候给的第二个脉冲信号(t1还是t2时刻),以至于无法判断是管子误开通,还是器件突然关断,所以才继续问的第二个问题。

如果想要增大二极管反向恢复的diF/dt,根据V=L*di/dt,一方面尽量减小功率回路的寄生电感,回路接线要短而粗;另一方面可以适当减小开关管的栅极电阻Rg,提高开关管(如示意图中的Q3)的开关速度;还有就是如果条件允许,也可以增加输入电源电压Vin。

谢谢!

Best regards,

Rachel

 

 

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CHAPPIE
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您好!

  一、  二极管反向恢复diF/dt的问题

            测试FF450R12KT4的二极管反向恢复diF/dt,测试条件:L=20uH、VGE = ±15V、VCE = 600V、RG = 0Ω(因走线实际有0.2-0.3Ω),目前做过试验有以下:

             1、给1ED3124MU12H的VCC2 、 VEE2电源加了470uF电容,测试二极管反向恢复diF/dt=4200A/us(测试仪器:罗氏线圈);

             2、给1ED3124MU12H与FF450R12KT4栅极间加推挽电路,测试二极管反向恢复diF/dt=3900A/us(测试仪器:罗氏线圈);

            3、给1ED3124MU12H的VCC2 、 VEE2电源4.7uF电容,测试二极管反向恢复diF/dt=2900A/us,(测试仪器:分流器)以为是罗氏线圈的带宽问题选择分流器测试。

 

二、疑问点          

          您这点指的是那一端的输入电压“还有就是如果条件允许,也可以增加输入电源电压Vin”。

三、1ED3124MU12H保护

          在测试二极管反向恢复diF/dt时,因分流器的干扰大,FF450R12KT4半桥模块上管VGE短路,驱动芯片1ED3124MU12H烧毁、±15V电源也烧毁、电容烧毁。

         目前加的的保护电路只有对栅极加了上下拉快恢复二极管,将其钳位到±15V,以测试情况看来,保护还不到位 。

          以上问题还请指教,谢谢!

 

 

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Rachel_G
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您好,

建议参考该公式 V=L*di/dt,增大输入电源电压是指如下图所示的600V电源电压。减小开关管的Rg和减小功率回路寄生电感是增大diF/dt的有效方式。

Rachel_Gao_0-1697507641545.png

关于芯片烧毁问题,建议减小脉冲宽度,先测小电流IF的双脉冲测试,然后慢慢增大脉冲宽度,电流从小到大测,检查电路,器件是否可以正常工作,增大电流后,是否是因为存在电压电流波形振荡,导致芯片损坏。还有在双脉冲测试中,第二个脉冲可以放小一些,防止在第二个脉冲中,电流上升过大。

谢谢!

Best regards,

Rachel

 

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CHAPPIE
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好的,我先按照您的方式测试下,看看测试结果。

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