为了变流器可靠并联,分析应急电源中的IGBT开关过程是十分必要。IGBT的开通和关断过程曲线见图1。
开通过程由4部分时间组成:
(1)从外加驱动脉冲到栅-射电压充电到UGEth,称为开通延迟时间td;
(2)集电极电流从0到90%稳态值称为电流上升时间tri,在td、tri时间内,栅-射极间电容在外施正电压作用下充电,且按指数规律上升;
(3)MOSFET工作时漏-源电压下降时间称为tfv1;
(4)MOSFET和GTR晶体管同时工作时漏-源电压下降时间称为tfv2,在tfv1、tfv2这一时间段内MOSFET开通,流过对GTR的驱动电流,栅-射极电压基本维持IGBT完全导通后驱动过程结束。栅-射极电压再次按指数规律上升到外施栅极电压值。
从开通过程来看,IGBT可看作MOSFET驱动的GTR,其开通过程大部分时间是作为MOSFET来运行,其余时间作为MOSTET和GTR共同运行。
相应地,IGBT关断过程也可分为四个阶段:
(1)向栅极施加负压,MOSFET输入电容放电,内部PNP晶体管仍然导通,在最初阶段里,关断的延迟时间td和电压UCE的上升时间trv;
(2)集电极电流下降到到10%稳态值称为电流下降时间tri;
(3)MOSFET的关断过程用tfi1表示;
(4)tfi2由PNP晶体管中存储电荷所决定,此时已建立了漏源电压,下降时间越短越好。