高压叠层绝缘栅双极型晶体管驱动电源瞬态噪声研究

摘要

针对多PCB(printed circuit board)叠层式高压绝缘栅双极型晶体管驱动器在开关瞬态过程中易产生驱动电源噪声，进而导致驱动信号变形、器件可靠性下降的问题，以4 500 V/450 A高压大功率绝缘栅双极型晶体管叠层式驱动系统为对象，分析驱动电源边沿噪声的形成机理与传播路径。首先，建立差模电流扰动与共模耦合扰动共同作用下的等效噪声模型。然后，结合Ansys Q3D提取供电路径、板间连接器及回流路径寄生参数，揭示了噪声的时域和频域特征。最后，采用拉丁超立方抽样–偏置相关系数方法评估关键参数敏感性，并提出针对性的噪声抑制措施。仿真分析结果表明，供电路径寄生电感、门极充放电瞬态电流和隔离电源原副边寄生电容是影响驱动电源边沿噪声的主要因素。该研究可为高压绝缘栅双极型晶体管驱动电源完整性分析及结构优化提供参考。

关键词

高压IGBT集成驱动器 / 驱动电源噪声 / 寄生参数 / 差模电流扰动 / 共模耦合 / 电源完整性

基金资助

2024年甘肃省高校产业支撑计划项目（2024CYZC-45）