【经验】如何正确测试IGBT门极驱动波形?


在调试IGBT驱动电路时,门极驱动波形是至关重要的。它可以反馈驱动电路设计的优劣、驱动参数设置是否合理,关系到IGBT能否长期稳定的工作。
下面我们就以VINCOTECH E3半桥IGBT模块(A0-VS122PA600M7-L759F70)和PI隔离驱动(SID1182K)为例,介绍在实际的IGBT驱动电路中如何正确测试门极驱动波形。图1为实际测试的IGBT驱动波形(CH1黄色曲线):
图1、IGBT门极驱动波形
在使用示波器测试IGBT门极驱动波形时,探头的选用至关重要,通常我们可以选用10:1无源探头和高压差分探头。其中使用无源探头时,需要注意探头接地和示波器接地与IGBT的驱动发射极连接在一起,使用时需要做好绝缘防护措施。
示波器探头的接地方式会影响测试到的IGBT门极驱动波形的真实性,如图2和图3所示,为两种不同的测试方式,得到的测试波形:
图2、采用地线夹探头测试波形
图2的测试方式,由于接地夹线比较长,其会形成一个寄生电感Lgnd,随着夹线的增长,这个电感也会增大,而这个回路电感会和示波器探头的输入电容Cin产生谐振。这就导致示波器的幅频特性变得不平坦,导致测量出来的门极驱动波形含有丰富的纹波。如果调试人员错误的认为该纹波是真实存在的,花费人力、物力去整改,是无法真正解决问题的。
基于上述原因,在测试IGBT门极驱动波形时,不能使用接地夹线,而应该使用接地弹簧,如图3所示:
图3、采用接地弹簧测试波形
图3中可以看到,将接地夹线换为接地弹簧以后,既降低了环路电感从而保证了较好的幅频特性,又降低了电磁辐射的引入,从而测试出的驱动波形平滑无毛刺,真实反映了IGBT门极驱动波形。
如果使用的高压差分探头测量IGBT驱动波形,则应该将两根输入线双绞在一起,如图4所示,以降低环路面积。
图4、高压探头输入线双绞
由上述分析可知,要想正确测试IGBT门极驱动波形,需要注意以下两点:
1、探头的选择,需要结合探头的耐压范围和被测信号的电压范围来选取,同时还要考虑探头衰减比对本底噪声的放大作用。
2、接地方式的选择,应该尽可能的降低接地回路,如使用接地弹簧。这样既能改善幅频曲线,又能降低电磁辐射的干扰。
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CURRENTIN(A)
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MAIN CHIP TECHNOLOGY
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HOUSING FAMILY
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HEIGHTIN(mm)
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