和改電阻法不同的是,改電壓法是在控制階段改變驅(qū)動(dòng)電壓來控制電壓電流過沖。改驅(qū)動(dòng)電壓的方法大概有兩種,一種是通過電阻分壓實(shí)現(xiàn)改驅(qū)動(dòng)電壓,另外一種是在控制芯片(DSPFPGA)中改變輸出信號(hào),然后通過D/A芯片轉(zhuǎn)換為模擬量來改變驅(qū)動(dòng)電壓。改電壓法開通過程控制示意圖如圖2所示,實(shí)驗(yàn)波形如圖1所示。


改電壓法和改電阻法的開通過程控制方法基本一樣,控制階段是一樣的,從ICE上升開始,到上管反并二極管的反向恢復(fù)電流結(jié)束,只不過改電壓法是改驅(qū)動(dòng)電阻。
改電壓法關(guān)斷過程控制示意圖如圖4,實(shí)驗(yàn)波形如圖3。


和改電阻法一樣,關(guān)斷過程中改電壓法也是從VCE上升開始控制,直到ICE下降到接近0結(jié)束控制。
改電壓法化有多階段驅(qū)動(dòng)具有的優(yōu)點(diǎn),前面已經(jīng)詳細(xì)介紹過了,其缺點(diǎn)化和改電阻法類似,下面介紹其缺點(diǎn):
1:現(xiàn)有的改電壓法在控制階段改變驅(qū)動(dòng)電壓的方法有兩種,一種是通過開關(guān)(MOSFET)切換分壓電阻改變驅(qū)動(dòng)電壓;另一種是通過D/A芯片改變驅(qū)動(dòng)電壓。前者有著和改電壓法一樣的問題,控制開關(guān)的信號(hào)很難和功率回路隔離,信號(hào)易受功率回路噪聲影響,后者的問題是D/A芯片增加成本和電路復(fù)雜程度,同時(shí)增大了控制環(huán)路延時(shí),影響反饋控制。
第二點(diǎn)是開通過程反饋控制難以實(shí)現(xiàn),和改電阻法一樣,必須從ICE開始上升時(shí)就開始控制。否則會(huì)有兩種情況:1.如果驅(qū)動(dòng)電壓較高,和改電阻法一樣,ICE過沖會(huì)較高。2.如果驅(qū)動(dòng)電壓較低,則會(huì)使ICE下降甚至造成IGBT誤關(guān)斷。具體原因分析:
IGBT這個(gè)階段驅(qū)動(dòng)回路等效模型和分析改電阻法缺點(diǎn)中的等效模型一樣,如圖2.20所示。由于Rg很小,所以Ig比IgC要大很多,所以在分析改電壓法缺陷時(shí)可以忽略IgC的影響,這樣將等效模型再簡(jiǎn)化,就只有驅(qū)動(dòng)回路。由于Rg很小,所以要考慮驅(qū)動(dòng)回路寄生電感Lg的存在,簡(jiǎn)化模型如圖5。

如果控制時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓較高,由于驅(qū)動(dòng)回路寄生電感Lg的存在,Ig變小需要一段時(shí)間(大約幾十ns)。在這個(gè)階段,Vge仍然會(huì)以較快的速度上升,就無法將ICE的過沖降的很低。如果想要將ICE過沖控制的很低,就需要將驅(qū)動(dòng)電壓降的很低,甚至?xí)陀诋?dāng)前的Vge,這樣就會(huì)造成ICE下降,甚至?xí)斐烧`關(guān)斷,反而影響了IGBT的正常工作。為了IGBT能夠正常工作,控制階段的驅(qū)動(dòng)電壓至少要比控制前的Vge大,這樣就會(huì)無法將ICE過沖降得較低,在設(shè)計(jì)電路時(shí)仍然需要留有較大的IGBT電流裕量。
第三點(diǎn)是控制階段驅(qū)動(dòng)電壓Vcom很難改變,無法實(shí)現(xiàn)不同的控制效果(不同的電壓電流過沖)。有文獻(xiàn)提出在數(shù)字控制電路中加入D/A心片來改變Vcom的方法,但是這樣不僅增加成本,而且增加了控制環(huán)路的延時(shí),有可能會(huì)導(dǎo)致控制不準(zhǔn)確甚至控制失效。不能算是一種好方法,實(shí)際應(yīng)用中也不可能這么用。
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