【導讀】先說結論

，如果條件允許還是很建議使用負壓作為IGBT關斷的。但是從成本和設計的複雜度來說，很多工程師客戶希望不要使用負壓。下麵我們從門極寄生導通現象來看這個問題。

IGBTshiyigeshoumenjidianyakongzhikaiguandeqijian，zhiyoumenjidianyachaoguoyuzhicainengkaitong。gongzuoshichangbeikanchengyigegaosukaiguan
，zaishijishiyongzhonghuichanshenghengaodedianyabianhuadv/dt和電流變化di/dt。電壓變化Dv/dt通過米勒電容CCG電容產生分布電流灌入門極，使門極電壓抬升，可能導致原本處於關斷狀態的IGBT開通
，如圖1所示。電流變化di/dt可以通過發射極和驅動回路共用的電感產生電壓，影響門極，如圖2。

圖1.米勒導通

圖2.發射極引線電感帶來的感生電動勢

應對米勒電流引起的誤導通，目前普遍的方法是用米勒鉗位，既在某個器件不需要開通的時候給予一個低阻抗回路到電源參考地。如圖3，在IGBT處於關斷的時候，晶體管T受控導通，以實現門極GE之間低阻狀態。

圖3.米勒鉗位

對於電流變化di/dt作用於門極的情況，因為門極回路裏包含有電感和G
、E之間的電容，將構成一個二階電路。一般正常情況下
，門極電阻Rg>2√(L⁄C)。但是如果這時候使用了第一種方案中的米勒鉗位電路，那麼會形成一個低阻尼的二階回路，從而是門極的電壓被抬得更高。

我們用圖4的波形來說明門極產生的寄生電壓現象。仿真在半橋電路下進行
，其中綠色的第4通道，紅色的第2通道以及藍色的第3通道分別是開通IGBT的門極電壓
、IC電流以及VCE電壓。而黃色的第1通道是同一橋臂上對管的門極電壓

，可以看到有兩個正向的包和一個負向的坑。其中第1個包和第1個坑就是由於發射極的電感引起的
，在時序正好對應了兩次電流的變化。而第2個包則是由dvCE/dt帶來的寄生影響，可以通過米勒鉗位來抑製
，也可以用關斷負壓解決。但對於前兩個尖峰
，用米勒鉗位效可能會使峰值更高。圖5(a)和(b)分fen別bie是shi無wu米mi勒le鉗qian位wei和he有you米mi勒le鉗qian位wei的de波bo形xing，從cong橘ju色se的de波bo形xing表biao現xian來lai看kan，用yong米mi勒le鉗qian位wei對dui解jie決jue米mi勒le導dao通tong非fei常chang有you效xiao，但dan對dui寄ji生sheng電dian感gan引yin起qi的de門men極ji電dian壓ya尖jian峰feng則ze效xiao果guo不bu佳jia。特te別bie是shi第di2個向下的峰值很重要，我們接著分析。

圖4.實測門極寄生電壓

圖5(a) 無miller鉗位

圖5(b) 使用miller鉗位

由於受模塊內部發射極綁定線的影響，上麵的測量都是在外部端子上的，內部G、E上到底如何呢？我們將借助仿真來展現。圖6和圖7分fen別bie是shi仿fang真zhen電dian路lu測ce試shi點dian和he測ce得de的de內nei部bu電dian壓ya波bo形xing。可ke以yi看kan見jian內nei部bu門men極ji電dian容rong上shang的de電dian壓ya和he外wai部bu測ce得de的de剛gang好hao是shi相xiang反fan的de。之zhi前qian那na個ge向xiang下xia的de尖jian峰feng才cai是shi真zhen正zheng會hui帶dai來lai門men極ji電dian壓ya提ti高gao的de關guan鍵jian！

圖6.仿真電路

圖7.仿真波形

那加上米勒鉗位功能後效果怎麼樣呢？請參考圖8，實線是用了miller功能的，虛線是沒有用miller功能的，峰值更大，增加了寄生導通的風險。看來米勒鉗位無法解決di/dt引起的寄生導通問題。這種情況下，隻能仰仗負壓關斷，或者增大Rg來放慢di/dt了。

圖8.米勒鉗位使用與否的仿真對比

在實際產品中，特別是小功率的三相橋模塊產品，基本發射極都不是Kelvin結構
，連接結構複雜，如圖9所示，非常容易出現di/dt引起的寄生導通現象。好在這種小模塊使用的時候都會加上不小的門極電阻
，從而限製了開關斜率。而大功率模塊一般都會有輔助Emitter腳，驅動回路裏不會出現大電流疊加。

圖9.實際三相橋模塊的內部電感分布示意圖

總結一下，對於米勒電流引起的寄生導通，在0V關(guan)斷(duan)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)米(mi)勒(le)鉗(qian)位(wei)來(lai)抑(yi)製(zhi)。當(dang)出(chu)現(xian)非(fei)米(mi)勒(le)電(dian)流(liu)引(yin)起(qi)的(de)寄(ji)生(sheng)導(dao)通(tong)時(shi)
，如(ru)果(guo)不(bu)想(xiang)減(jian)慢(man)開(kai)關(guan)速(su)度(du)增(zeng)加(jia)損(sun)耗(hao)的(de)話(hua)，加(jia)個(ge)負(fu)壓(ya)會(hui)是(shi)一(yi)個(ge)極(ji)其(qi)便(bian)利(li)的(de)手(shou)段(duan)。

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