igbt模塊IGBT絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。IGBT非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。圖1所示為一個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構,N+區稱為源區,附于其上的電極稱為源極。N+區稱為漏區。器件的控制區為柵區,附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的P型區(包括P+和P一區)(溝道在該區域形成),稱為亞溝道區(Subchannelregion)。而在漏區另一側的P+區稱為漏注入區(Draininjector),它是IGBT特有的功能區,與漏區和亞溝道區一起形成PNP雙極晶體管,起發射極的作用,向漏極注入空穴,進行導電調制,以降低器件的通態電壓。附于漏注入區上的電極稱為漏極。IGBT的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP晶體管提供基極電流,使IGBT導通。反之。構成了晶體二極管,如下圖所示。P區的引出的電極稱為正極或陽極,N區的引出的電極稱為負極或陰極。新疆模塊代理價錢
因此在驅動電路的輸出端給柵極加電壓保護,并聯電阻Rge以及反向串聯限幅穩壓管,如圖4所示。圖4柵極保護電路柵極串聯電阻Rg對IGBT開通過程影響較大。Rg小有利于加快關斷速度,減小關斷損耗,但過小會造成di/dt過大,產生較大的集電極電壓尖峰。根據本設計的具體要求,Rg選取Ω。柵極連線的寄生電感和柵極與射極間的寄生電容耦合,會產生振蕩電壓,所以柵極引線應采用雙絞線傳送驅動信號,并盡可能短,比較好不超過m,以減小連線電感。四路驅動電路光耦與PWM兩路輸出信號的接線如圖5所示。圖5四路驅動電路光耦與PWM的兩路輸出信號的接線實驗波形如圖6所示。圖6a是柵極驅動四路輸出波形。同時測四路驅動波形時,要在未接通主電路條件下檢測。因為使用多蹤示波器檢測時,只允許一只探頭的接地端接參考電位,防止發生短路燒壞示波器。只有檢測相互間電路隔離的電路信號時,才可以同時使用接地端選擇公共參考電位。圖6b是IGBT上集-射極電壓Uce波形。由于全橋式逆變電路中IGBT相互間的電路信號是非隔離的,不能用普通探頭進行多蹤示波,該電壓波形是用高壓隔離探頭測得,示波器讀數為實際數值的1/50。由波形可知,lGBT工作正常。在橋式逆變電路中影響Uce波形的。河南變頻模塊EconoBRIDGE 整流器模塊應用在完善的Econo2 和 Econo4 封裝中。
西門康IGBT正是作為順應這種要求而開發的,它是由MOSFET(輸入級)和PNP晶體管(輸出級)復合而成的一種器件,既有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的特點(控制和響應),又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(功率級較為耐用),頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間,可正常工作于幾十KHz頻率范圍內。基于這些優異的特性,西門康IGBT一直***使用在超過300V電壓的應用中,模塊化的西門康IGBT可以滿足更高的電流傳導要求,其應用領域不斷提高,今后將有更大的發展。
⑷在工作電流較大的情況下,為了減小關斷過電壓,應盡量減小主電路的布線電感,吸收電容應采用低感或無感型;⑸IGBT與MOSFET都是電壓驅動,都具有一個~5V的閾值電壓,有一個容性輸入阻抗,因此IGBT對柵極電荷非常敏感故驅動電路必須很可靠,要保證有一條低阻抗值的放電回路,即驅動電路與IGBT的連線要盡量短;⑹用內阻小的驅動源對柵極電容充放電,以保證柵極控制電壓Uge,有足夠陡的前后沿,使IGBT的開關損耗盡量小。另外,IGBT開通后,柵極驅動源應能提供足夠的功率,使IGBT不退出飽和而損壞;⑺驅動電平Uge也必須綜合考慮。Uge增大時,IGBT通態壓降和開通損耗均下降,但負載短路時的Ic增大,IGBT能承受短路電流的時間減小,對其安全不利,因此在有短路過程的設備中Uge應選得小些,一般選12~15V;在關斷過程中,為盡快抽取PNP管的存儲電荷,須施加一負偏壓Uge,但它受IGBT的G、E間**大反向耐壓限制,一般取1~10V;⑻在大電感負載下,IGBT的開關時間不能太短,以限制出di/dt形成的尖峰電壓,確保IGBT的安全;⑼由于IGBT在電力電子設備中多用于高壓場合,故驅動電路與控制電路在電位上應嚴格隔離;⑽IGBT的柵極驅動電路應盡可能簡單實用,**好自身帶有對IGBT的保護功能。二極管由管芯、管殼和兩個電極構成。管芯是一個PN結,在PN結的兩端各引出一個引線。
1.3反向特性1)二極管承受反向電壓時,加強了PN結的內電場,二極管呈現很大電阻,此時*有很小的反向電流。如曲線OD段稱為反向截止區,此時電流稱為反向飽和電流。實際應用中,反向電流越小說明二極管的反向電阻越大,反向截止性能越好。一般硅二極管的反向飽和電流在幾十微安以下,鍺二極管則達幾百微安,大功率二極管稍大些。2)當反向電壓增大到一定數值時,反向電流急劇加大,進入反向擊穿區,D點對應的電壓稱為反向擊穿電壓。二極管被擊穿后電流過大將使管子損壞,因此除穩壓管外,二極管的反向電壓不能超過擊穿電壓。如曲線OD段稱為反向截止區,此時電流稱為反向飽和電流。江蘇品質模塊成本價
6.5 kV片式晶閘管系列包括四款強大而可靠的片式器件,專為滿足中壓軟起動器應用的特殊要求而開發。新疆模塊代理價錢
需指出的是:IGBT參數表中標出的IC是集電極比較大直流電流,但這個直流電流是有條件的,首先比較大結溫不能超過150℃,其次還受安全工作區(SOA)的限制,不同的工作電壓、脈沖寬度,允許通過的比較大電流不同。同時,各大廠商也給出了2倍于額定值的脈沖電流,這個脈沖電流通常是指脈沖寬度為1ms的單脈沖能通過的比較大通態電流值,即使可重復也需足夠長的時間。如果脈沖寬度限制在10μs以內,英飛凌NPT-IGBT短路電流承受能力可高達10倍的額定電流值。這種短路也不允許經常發生,器件壽命周期內總次數不能大于1000次,兩次短路時間間隔需大于1s。但對于PT型IGBT,這種短路總次數不能大于100次,這是由于NPT-IGBT過載能力、可靠性比PT型高的原因。在電力電子設備中,選擇IGBT模塊時,通常是先計算通過IGBT模塊的電流值,然后根據電力電子設備的特點,考慮到過載、電網波動、開關尖峰等因素考慮一倍的安全余量來選擇相應的IGBT模塊。但嚴格的選擇,應根據不同的應用情況,計算耗散功率,通過熱阻核算具比較高結溫不超過規定值來選擇器件。通過比較高結溫核標可選擇較小的IGBT模塊通過更大的電流,更加有效地利用IGBT模塊。新疆模塊代理價錢
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