除了系统故障导致的短路,瞬时逆变器直通同样会发生在正常工作条件下。此时,IGBT导通要求IGBT驱动至饱和区域,在该区域中导通损耗Zui低。这通常意味着导通状态时的栅极-发射极电压大于12V。IGBT关断要求IGBT驱动至工作截止区域,以便在高端IGBT导通时成功阻隔两端的反向高电压。原则上讲,可以通过使IGBT栅极-发射极电压下降至0V实现该目标。但是,必须考虑逆变器臂上低端晶体管导通时的副作用。导通时开关节点电压的快速变化导致容性感应电流流过低端IGBT寄生密勒栅极-集电极电容(图3中的CGC)。该电流流过低端栅极驱动器(图3中的ZDRIVER)关断阻抗,在低端IGBT栅极发射极端创造出一个瞬变电压增加,如图所示。如果该电压上升至IGBT阈值电压VTH以上,则会导致低端IGBT的短暂导通,从而形成瞬态逆变器臂直通——因为两个IGBT都短暂导通。这一般不会破坏IGBT,但却能增加功耗,影响可靠性。
![图片](http://static.11467.com/img/lazy.gif)
一般而言,有两种方法可以解决逆变器IGBT的感应导通问题——使用双极性电源和/或额外的米勒箝位。在栅极驱动器隔离端接受双极性电源的能力为感应电压瞬变提供了额外的裕量。例如,–7.5V负电源轨表示需要大于8.5V的感应电压瞬变才能感应杂散导通。这足以防止杂散导通。另一种方法是在完成关断转换后的一段时间内降低栅极驱动器电路的关断阻抗。这称为米勒箝位电路。容性电流现在流经较低阻抗的电路,随后降低电压瞬变的幅度。针对导通与关断采用非对称栅极电阻,便可为开关速率控制提供额外的灵活性。所有这些栅极驱动器功能都对整个系统的可靠性与效率有正面影响。