标准IGBT T1的有源钳位设置。TVS(D2…x)根据实际应用条件(例如,直流母线电压、IGBT的VCES等级)进行选择,并通过低压肖特基二极管或PIN二极管(D1)从集电极连接到门极。此低压二极管是避免电流从IGBT的门极流入集电极的必需元件,仅要求40V的阻断能力即可。但是,如果选择带RB-IGBT的NPC2拓扑,则不能使用带单向TVS和低压二极管的典型有源钳位电路。这是因为RB-IGBT两侧的电压将会根据开关状态改变极性(图4b)。只要相应IGBT集电极的极性为正, 对应驱动器的TVS就可以阻断来自该驱动器的电压。但是, 集电极的电压极性反转后,TVS二极管就开始导通,整个集电极电位将会施加在低压二极管D1的阳极。此电压大约等于直流母线电压的一半,将导致IGBT驱动器及相关IGBT损坏。
有两种可选的预防措施。在种解决方案中,必须使用双向而非单向TVS,如图4c所示。但是,从图3中可以看到它的缺点是负电压“ax(C2)”有可能达到相当于双向TVS击穿电压的水平。这仍然会使二极管D1承受过高的反向电压。因此,不使用这种方法。使用第二种解决方案,将低压二极管D1替换为高压二极管。该高压二极管的阻断电压必须至少达到直流母线电压的一半。请注意,除了阻断电压,还必须考虑二极管的爬电距离和电气间隙。在有些情况下,可能需要使用多个二极管串联。
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