IGBT改电压法的工作原理和控制方法

　　和改电阻法不同的是，改电压法是在控制阶段改变驱动电压来控制电压电流过冲。改驱动电压的方法大概有两种，一种是通过电阻分压实现改驱动电压，另外一种是在控制芯片（DSPFPGA）中改变输出信号，然后通过D/A芯片转换为模拟量来改变驱动电压。改电压法开通过程控制示意图如图2所示，实验波形如图1所示。

　　

　　

　　改电压法和改电阻法的开通过程控制方法基本一样，控制阶段是一样的，从ICE上升开始，到上管反并二极管的反向恢复电流结束，只不过改电压法是改驱动电阻。

　　改电压法关断过程控制示意图如图4，实验波形如图3。

　　

　　

　　和改电阻法一样，关断过程中改电压法也是从VCE上升开始控制，直到ICE下降到接近0结束控制。

　　改电压法化有多阶段驱动具有的优点，前面已经详细介绍过了，其缺点化和改电阻法类似，下面介绍其缺点：

　　1：现有的改电压法在控制阶段改变驱动电压的方法有两种，一种是通过开关（MOSFET）切换分压电阻改变驱动电压；另一种是通过D/A芯片改变驱动电压。前者有着和改电压法一样的问题，控制开关的信号很难和功率回路隔离，信号易受功率回路噪声影响，后者的问题是D/A芯片增加成本和电路复杂程度，同时增大了控制环路延时，影响反馈控制。

　　第二点是开通过程反馈控制难以实现，和改电阻法一样，必须从ICE开始上升时就开始控制。否则会有两种情况：1.如果驱动电压较高，和改电阻法一样，ICE过冲会较高。2.如果驱动电压较低，则会使ICE下降甚至造成IGBT误关断。具体原因分析：

　　IGBT这个阶段驱动回路等效模型和分析改电阻法缺点中的等效模型一样，如图2.20所示。由于Rg很小，所以Ig比IgC要大很多，所以在分析改电压法缺陷时可以忽略IgC的影响，这样将等效模型再简化，就只有驱动回路。由于Rg很小，所以要考虑驱动回路寄生电感Lg的存在，简化模型如图5。

　　

　　如果控制时的驱动电压较高，由于驱动回路寄生电感Lg的存在，Ig变小需要一段时间（大约几十ns）。在这个阶段，Vge仍然会以较快的速度上升，就无法将ICE的过冲降的很低。如果想要将ICE过冲控制的很低，就需要将驱动电压降的很低，甚至会低于当前的Vge，这样就会造成ICE下降，甚至会造成误关断，反而影响了IGBT的正常工作。为了IGBT能够正常工作，控制阶段的驱动电压至少要比控制前的Vge大，这样就会无法将ICE过冲降得较低，在设计电路时仍然需要留有较大的IGBT电流裕量。

　　第三点是控制阶段驱动电压Vcom很难改变，无法实现不同的控制效果（不同的电压电流过冲）。有文献提出在数字控制电路中加入D/A心片来改变Vcom的方法，但是这样不仅增加成本，而且增加了控制环路的延时，有可能会导致控制不准确甚至控制失效。不能算是一种好方法，实际应用中也不可能这么用。