ゲートドライバ部品の選択

ゲート駆動で最も重要なのは、IGBTのターンオンとターンオフの瞬間です。目標は、この機能を素早く実行することですが、IGBTがオンになったときのノイズとリンギングは最小限に抑える必要があります。立ち上がり/立ち下がり時間が速すぎると不要なリンギングやEMIの悪化の原因となり、遅すぎるとIGBTのスイッチング損失が増加します。

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図1.0 DGD0216のゲートドライバ回路

上記の例では、DiodesDGD0216のゲートドライバ回路を示しています。RGとRRGを慎重に選択することで、IGBTへのゲート駆動の立ち上がり時間と立ち下がり時間を選択的に制御することができます。オンすると、すべての電流がICからRGを通って流れ、IGBTのゲート容量を充電するので、RGを増減させることでアプリケーションの立ち上がり時間を増減させることができます。DRGを追加することで、IGBTのゲート容量からRRG、DRGを経てIC内のドライバからグランドにターンオフ電流が流れるため、立ち下がり時間を独立に制御することができます。従って、RRGを増減させると、立ち下がり時間が増減します。このレベルの微調整が必要でない場合もあり、その場合はRGだけ使用すればよいでしょう。

ターンオンとターンオフを大きくすると、寄生インダクタンスによって生じるリンギングやノイズを抑える効果があるので、ノイズの多い環境では、ゲート抵抗を大きくする必要がある場合があります。ゲート部品の選定は、立ち上がりが速くリンギングが大きくEMIが悪化するが効率が良い場合と、立ち上がりが遅くEMIやノイズが改善されるが効率が悪くなる場合の妥協点です。 正確な値は、アプリケーションのパラメータとシステム要件に依存します。RG値は通常5Ω~50Ωで、IGBTのゲート容量とゲートドライバの駆動電流により最適な値が決定されます。RRGの値は通常3Ω~20Ωで、IGBTのゲート容量とゲートドライバの駆動電流によって最適な値が決定されます。

また、ゲート-ソース間容量CGは、ゲートドライバとIGBTのマッチングが最適でない場合に、リンギングやノイズを最小限に抑え、全体的に安定させるために使用されます。CGはほとんどのシステムで必要ありませんが(ゲート抵抗を増やすとリンギングが減少し、システムの安定性が得られます)、必要な場合は、CG = 1nFが一般的な値として適しています。




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