应用指南
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本应用指南提供关于栅极驱动器与控制器和IGBT模
块相连接的信息。该信息将有助于使栅极驱动器和
IGBT模块中由电磁干扰、信号振荡或感应噪声所导
栅极驱动器和控制器之间的连接
栅极驱动器和控制器之间的连接
栅极驱动器和控制器之间的连接栅极驱动器和控制器之间的连接
栅极驱动器的控制信号不应受到干扰的损害。引起
电气干扰的原因有很多，其中一个就是由于开关
IGBT所导致的高di/dt和dv/dt变化率。
从理论上说，不应有来自其他信号的影响干扰控制
信号，因为这可能引起故障。然而，在实践中，这
是不可能做到的。那就是说，电缆应正确走线，以
将这种影响降到最低程度。下面给出一些有关栅极
驱动器和控制器连接的设计提示。
印刷电路板上的走线应尽可能的短，并避免出现
环路。
电缆应尽可能的短，不能超过三米，应使用双绞
线。
控制信号（低功率信号）不能与大功率信号（电
源）捆绑在一起。应使用单独信号地线和电源地
滤波电容的使用
滤波电容的使用
滤波电容的使用滤波电容的使用
栅极驱动器与IGBT和控制器的连接
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2006-09-05
Pramod Bhosale
Markus Hermwille
关键词：IGBT 驱动器，连接，控制器，IGBT
www.Semikron.com/Application/DriverConnection
致的故障发生几率降为最低。本应 用指南中所提供
的信息并不全面，只包含一些提示信息并不是完整
的设计规则。设计是否合适取决于用户自己。
线。两者应只在一处相连接（大部分情况下在驱
动器上）以避免产生环路。
信号电缆的放置应远离电源端子、电源电缆、地
线电缆、直流环节电容和其他干扰源。
控制信号电缆不应与电源电缆相平行。控制信号
电缆和电源电缆之间的最小间距应为30cm，并
且这些电缆只能垂直交叉。
建议所有的电缆靠近地（如：散热器或其他类似
的东西）。
在干扰密集的应用中，建议使用屏蔽电缆或光纤
接口来增强抗干扰能力。
在栅极驱动器的信号线和电源地线之间使用小电
容（1nF）以抑制差模干扰。
不建议使用开放集电极驱动器
栅极驱动器的输入端连接一个电容以
获得较强的抗干扰能力。
用于限流线路驱动器时，该电容会带
来几ns的小延迟。
电容应尽可能靠近栅极驱动器的接
口。
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应用指南 AN-7002
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栅极驱动器和
栅极驱动器和IGBT模块间的连接
栅极驱动器和栅极驱动器和
栅极驱动器必须靠近IGBT模块，以使两者之间的杂
散电感最小。一种可行的解决方法是，将栅极驱动
直接安装在
直接安装在SEMiX IGBT模块顶部的栅极驱动器
直接安装在直接安装在
模块间的连接
模块间的连接模块间的连接
模块顶部的栅极驱动器SKYPER 32
模块顶部的栅极驱动器模块顶部的栅极驱动器
器直接安装在IGBT模块上。即使是大功率IGBT模
块，该方法也适用。
对于电力电子系统，除了驱动器和监视功能的电路
要可靠外，另一个关键要求是要在栅极驱动器和功
率模块之间提供一个最佳的连接。在传统解决方案
中，驱动器和电源模块都是用尽可能短且低电感的
电线和双绞线连接的。然而，由于设计上的限制，
连接不可能总是最佳的。所带来的结果就是复杂的
布线、焊接和插接件连接。
一个不需焊接和复杂的布线的连接应考虑到方案的
开发和生产。该方案中，栅极驱动器能够可靠地连
接到功率半导体上，并且在制造过程的任何阶段，
栅极驱动器始终保持连接。为了达到这个目的，一
种快速简便的方法是使用标准栅极驱动器
下面给出一些在采用电线连接的系统中有关栅极驱动器和IGBT之间连接的设计提示：
应使直流环节中的任何寄生电感为最小。过电压
可由功率模块主端子（加或减）间的C- 或RCD-
缓冲器吸收。
使功率模式短小且密集，以减少杂散电感和电
阻。
栅极驱动器和IGBT模块间的连接导线必须尽可
能短。由于磁场将被反方向流动的相等电流所补
偿，因此栅极和发射极导线必须是双绞线，以减
小互感。
VCE检测线不能与栅极和发射极电线捆绑在一
起。
用于顶部和底部IGBT或其他相的栅极电线不能
捆绑在一起。
建议在栅极和发射极之间放置一个10kΩ 电阻
（RGE）。如果采用电线连接，不要将RGE放置
在印刷电路板和IGBT模块之间。RGE必须放在非
常靠近IGBT模块的地方。
SKYPER、一块与应用相关的适配器板和IGBT模块
SEMiX。与集成功率模块（ IPM）不同 ，该方案提
供了电气设计上的灵活性。
把SEMiX IGBT模块、适配器板和栅极驱动器直接安
装在功率模块的顶部，将使连接尽可能的短且可
靠。由于使用了基于弹簧连接技术，这种连接无需
焊接。用于满足所用IGBT模块和应用需求的适配器
板通过螺丝拧在SEMiX模块上。集成在模块中的弹
簧通过适配器板底部的焊盘提供连接，然后驱动器
从适配器顶部扣上。由于SKYPER模块中强劲的标
准接口，这样做是可以实现的。该接口也适合与插
接件一起使用。
使用辅助发射极端子以使栅极-发射极电压的负
反馈效应为最小。
在栅极和发射极之间使用抑制二极管（背对背齐
纳二极管）。该二极管必须放在非常靠近IGBT
模块的地方。
在栅极和发射极之间使用一个电容（CGE）是有
利的，即使对于大功率IGBT模块和并联运行模
式也是如此。CGE的大小应约为所用IGBT的C
的10%。CGE必须放在非常靠近IGBT模块的地
方。
避免存在电流环路。
将用于控制导通和关断的栅极电阻放在一起。
如果栅极驱动器是用在大功率应用中，使用一个
带有全部组件并焊接到IGBT模块栅极和发射极
的辅助印刷电路板。
如果使用了外部升压电容，该电容应尽可能靠近
栅极驱动器，以使寄生电感最小。
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栅极驱动器连接和杂散电感
栅极驱动器连接和杂散电感
栅极驱动器连接和杂散电感栅极驱动器连接和杂散电感
如果驱动器的地线连接到功率发射极端子，那么
由于负载电流的高di/dt，将在LES上感应出电
压。该电压降低了栅极导通电压，且电压被加到
栅极关断电压上，从而降低了导通和关断速度。
基于这个原因，辅助发射极和功率发射极之间的
杂散电感不应被共享。
为了在驱动器供电电压被关断且电压被供给功率
电路下的情况，确保IGBT锁定，应集成一个电
阻RGE。
在发生短路时，限制短路电流。由于集电极和栅
极间的存在密勒电容，因此发生短路时，栅极发
射极电压可能增大。短路期间的高 dv/dt 会产生
一个流经密勒电容的电流，这会增大栅极发射极
电压 。抑制二 极管将钳住此电压。此外，万 一
IGBT模块发 生故障，抑制二极管 可以保护栅极
驱动器免遭相应的损害。
为了减小IGBT栅极的振荡，栅极发射极电容C
用作平滑电容，尤其是在发生短路时。
抑制 二 极 管必 须 放 在非 常 靠近IGBT模 块的地
方，能够在过电压情况下保护IGBT栅极，并且
注意
注意：：：：
注意注意
建议用户的技术专家进行测试以确保在 IGBT 的控制通道中不会有振荡产生。
符号和术语
符号和术语
符号和术语符号和术语
符号
符号 术语
符号符号
CGE 栅极-发射极电容
LES 发射极杂散电感
LGS 栅极杂散电感
RG 栅极电阻
RGE 栅极-发射极电阻
参考文献
参考文献
参考文献参考文献
[1] http://www.SEMIKRON.com
[2] Application Manual Power Modules, SEMIKRON
International
[3] M. Hermwille, "Plug and Play IGBT Driver Cores for
Converters", Power Electronics Europe Issue 2, pp.1012, 2006
术语
术语术语
[4] M. Hermwille, "IGBT Driver Calculation", Application
Note AN-7004, SEMIKRON
[5] M. Hermwille, "IGBT Gate Resistor – Principle and
Application", Application Note AN-7003, SEMIKRON
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