做和正弦交流电电路中电阻和栅极电阻

正弦交流电电路中电阻和栅极电阻

正弦交流电电路中电阻有何作用？

电阻元件两端的电压与通过它的电流之间关系受欧姆定律约束。当正弦电流流过电阻r时，如图所示，选定电压与电流的参考方向一致，则根据欧姆定律有：

若选电流i为参考正弦量，则

，代入上式有：

电流与电压的波形示于图中。由上可见，当流过

电阻的电流为正弦函数时，电阻上的电压是与电流同频率的正弦量。电流与电压同相位，它们的有效值也服从欧姆定律，即：

如果用相量形式来表示，则有

上式是复数形式的欧姆定律表达式。该式同时表述了电阻元件上，正弦电压与电流之间的相位关系和有效值关系。根据式可画出电压、电流的相量图由于绝大多数机械零件都工作在循环变化的载荷下,致使疲劳破坏成为机械零件的主要破坏情势，如图所示。

igbt电路中栅极电阻的选取规则及工作原理

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：

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＝f中国塑料加工工业协会秘书长马占峰代表中国塑料加工工业协会钱桂敬理事长、曹俭常务副理事长出席会议并讲话uq，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-可控制桥墩的纵横向偏移和改变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。