IGBT驱动器中栅极电阻Rg的作用及选取方法

一、栅极电阻Rg的作用

1、消除栅极振荡 

　　绝缘栅器件(IGBT、MOSFET)的栅射（或栅源）极之间是容性结构，栅极回路的寄生电感又是不可避免的，如果没有栅极电阻，那栅极回路在驱动器驱动脉冲的激励下要产生很强的振荡，因此必须串联一个电阻加以迅速衰减。

2、转移驱动器的功率损耗

　　电容电感都是无功元件，如果没有栅极电阻，驱动功率就将绝大部分消耗在驱动器内部的输出管上，使其温度上升很多。

3、调节功率开关器件的通断速度 

　　栅极电阻小，开关器件通断快，开关损耗小；反之则慢，同时开关损耗大。但驱动速度过快将使开关器件的电压和电流变化率大大提高，从而产生较大的干扰，严重的将使整个装置无法工作，因此必须统筹兼顾。

二、栅极电阻的选取

1、栅极电阻阻值的确定

　　各种不同的考虑下，栅极电阻的选取会有很大的差异。初试可如下选取：

2、栅极电阻功率的确定

　　栅极电阻的功率由IGBT栅极驱动的功率决定，一般来说栅极电阻的总功率应至少是栅极驱动功率的2倍。

IGBT栅极驱动功率 P＝FUQ，其中：

F 为工作频率；

U 为驱动输出电压的峰峰值；

Q 为栅极电荷，可参考IGBT模块参数手册。

例如，常见IGBT驱动器(如TX-KA101)输出正电压15V，负电压-9V，则U=24V，

假设 F=10KHz，Q=2.8uC

可计算出 P=0.67w ，栅极电阻应选取2W电阻，或2个1W电阻并联。

三、设置栅极电阻的其他注意事项

1、尽量减小栅极回路的电感阻抗，具体的措施有：

a) 驱动器靠近IGBT减小引线长度； 

b) 驱动的栅射极引线绞合，并且不要用过粗的线； 

c) 线路板上的 2 根驱动线的距离尽量靠近； 

d) 栅极电阻使用无感电阻； 

e) 如果是有感电阻，可以用几个并联以减小电感。

2、IGBT 开通和关断选取不同的栅极电阻

　　通常为达到更好的驱动效果，IGBT开通和关断可以采取不同的驱动速度，分别选取 Rgon和Rgoff（也称 Rg+ 和 Rg- ）往往是很必要的。

　　IGBT驱动器有些是开通和关断分别输出控制，如落木源TX-KA101、TX-KA102等，只要分别接上Rgon和Rgoff就可以了。

　　有些驱动器只有一个输出端，如落木源TX-K841L、TX-KA962F，这就要在原来的Rg 上再并联一个电阻和二极管的串联网络，用以调节2个方向的驱动速度。

3、在IGBT的栅射极间接上Rge＝10－100K 电阻，防止在未接驱动引线的情况下，偶然加主电高压，通过米勒电容烧毁IGBT。落木源驱动板常见型号上(如：TX-DA962Dx、TX-DA102Dx)已经有Rge了，但考虑到上述因素，用户最好再在IGBT的栅射极或MOSFET栅源间加装Rge。

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从理论上说，MOS管的输入电阻很大，所以这个电阻绝不是为了提升输入电阻或者限流作用。在低频条件下，这个电阻有点安慰性质，不接也罢。但在高频时，情况就变了，MOSFET的输入阻抗将降低，而且在某个频率范围内将变成负阻，会发生振荡。为改变控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡,减小集电极的电压尖峰,应在栅极串上合适的电阻 Rg .当 Rg 增大时,导通时间延长,损耗发热加剧; Rg 减小时, di/dt 增高,可能产生误导通,使器件损坏.应根据管子的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取 Rg 的数值.通常在几欧至几十欧之间 ( 在具体应用中,还应根据实际情况予以适当调整 ) .另外为防止门极开路或门极损坏时主电路加电损坏器件,建议在栅源间加入一电阻 Rge ,阻值为 10 k Ω左右.这个Rg的值，你可以在datasheet中，Td on 和Td off一栏后面可以见到。你可以直接使用这个数据。 PS:到现在为止还没搜索到这方面的定性计算公式。你可以参考一下，仙童公司出过一份关于MOSFET基础知识的资料，全英文的，里面有一些谈及。

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IGBT驱动器中栅极电阻Rg的选取方法 

一、栅极电阻Rg的用途 1、消除栅极振荡 

绝缘栅器件(IGBT、MOSFET)的栅射（或栅源）极之间是容性结构，栅极回路的寄生电感又是不可避免的，如果没有栅极电阻，那栅极回路在驱动器驱动脉冲的激励下要产生很强的振荡，因此必须串联一个电阻加以迅速衰减。 2、转移驱动器的功率损耗 

电容电感都是无功元件，如果没有栅极电阻，驱动功率就将绝大部分消耗在驱动器内部的输出管上，使其温度上升很多。 3、调节功率开关器件的通断速度 

栅极电阻小，开关器件通断快，开关损耗小；反之则慢，同时开关损耗大。但驱动速度过快将使开关器件的电压和电流变化率大大提高，从而产生较大的干扰，严重的将使整个装置无法工作，因此必须统筹兼顾。  

二、栅极电阻的选取  

1、栅极电阻阻值的确定 

各种不同的考虑下，栅极电阻的选取会有很大的差异。初试可如下选取：  

IGBT额定电流(A) 50 100 200 

300 

600 800 

1000 

1500 Rg阻值范围(Ω) 

10~20 

5.6~10 

3.9~7.5 3~5.6 

1.6~3 

1.3~2.2 1~2 

0.8~1.5 

不同品牌的IGBT模块可能有各自的特定要求，可在其参数手册的推荐值附近调试。  

2、栅极电阻功率的确定 

栅极电阻的功率由IGBT栅极驱动的功率决定，一般来说栅极电阻的总功率应至少是栅极驱动功率的2倍。 

IGBT栅极驱动功率P＝FUQ，其中： F为工作频率； 

U为驱动输出电压的峰峰值； 

Q为栅极电荷，可参考IGBT模块参数手册。 

例如，常见IGBT驱动器(如TX-KA101)输出正电压15V，负电压-9V，U=24V 假设F=10KHz，Q=2.8uC 

可计算出P=0.67w，栅极电阻应选取2W电阻，或2个1W电阻并联。  

三、设置栅极电阻的其他注意事项 

1、尽量减小栅极回路的电感阻抗，具体的措施有： 

a) 驱动器靠近IGBT减小引线长度； 

b) 驱动的栅射极引线绞合，并且不要用过粗的线； c) 线路板上的2根驱动线的距离尽量靠近；