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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IGBT Gate Schutzschaltung


Autor: Andre R. (ryan87)
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Hallo Leute,

ich bin momentan auf der Suche nach einer IGBT Gate Schutzschaltung. 
Nach stundenlanger Recherche im Internet habe ich inzwischen 
verschiedene Varianten gefunden und bin nun etwas hilflos was ich denn 
nehmen soll.
Mir geht es primär darum die Spannung am Gate zu schützen, damit dort 
Überspannungen abgefangen werden (Gate Driver schützen).

Auf dem Bild im Anhang sind drei Optionen für IGBT und die normale 
Variante für MOSFETs. Bei dem MOSFET versteh ich den Schutz mit der 
Z-Diode ja noch, aber bei den anderen Varianten wäre ich für jeden Rat 
dankbar.

Grüße
Andre

Autor: Falk Brunner (falk)
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B) schütz bipolar mit U_Z, macht man manchmal, weil einige IGBTs mit 
negtiver Spannung zugesteuert werden, u.a. beim Betrieb an Pulstrafos.

C) begenzt die C-E Spannung und steuert im Überspannungsfall den IGBT 
auf, um einen zerstörenden Durchbruch zu verhindern, findet man u.a. bei 
IGBTs für Zündungen.

D) ist eine kapazitätsarme, allerdings nur unipolare, Begrenzung der 
Gatespannung. Die Schottkydiode hat deutlich weniger Kapazität als eine 
vergleichbare Z-Diode. Sie leitet Überspannungen auf den Kondensator ab, 
der auf der normalen Steuerspannung von 10-15V liegt.

MFG
Falk

Autor: Andre R. (ryan87)
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Schonmal vielen Dank Falk, da wird mir einiges klar.

Für meine unipolare Anwendung scheint mir D) am besten geeignet. Wie 
dimensioniere ich da die Diode und den Kondensator?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andre R. (ryan87)

>Für meine unipolare Anwendung scheint mir D) am besten geeignet.

Naja, ich würde eher A) nehmen, da ist das Gate gegen beide Polaritäten 
geschützt. Oder bei D) wenigstens noch eine (Schottky)Diode von Source 
zu Gate, gegen negative Spikes.

> Wie dimensioniere ich da die Diode und den Kondensator?

Die Diode sollte halt halbwegs kapazitätsarm sein und den zu erwartenden 
Strompuls in den Kondensator leiten können, ohne Schaden zu nehmen. Ich 
schätze mal, dass es fast jede 0815 Schottky mit 1A tut. Der Kondensator 
muss groß genug sein, um die zu erwartende Ladungsmenge ohne große 
Spannungserhöhung aufnehmen zu können. Ich sag mal irgendwas zwischen 
100-1000nF.

Man muss da auch mal überschlagen. Ein mittlegroßer MOSFET hat gut und 
gern 1-5nF am Gate, da sind 0,1-1 nF für eine mittelgroße Z-Diode auch 
nicht mehr so viel. Muss man mal an konkreten Zahlen nachrechnen.

MFG
Falk

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