三、根據開關頻率選擇不同的IGBT系列IGBT的損耗主要由通態損態和開關損耗組成,不同的開關頻率,開關損耗和通態損耗所占的比例不同。而決定IGBT通態損耗的飽和壓降VCE(sat)和決定IGBT開關損耗的開關時間(ton,toff)又是一對矛盾,因此應根據不同的開關頻率來選擇不同特征的IGBT。在低頻如fk<10KHz時,通態損耗是主要的,這就需要選擇低飽和壓降型IGBT系列。對于英飛凌產品需選用后綴為“KE3”或“DLC”系列IGBT;但英飛凌后綴為“KT3”系列飽和壓降與“KE3”系列飽和壓降相近,“KT3”比“KE3”開關損耗降低20%左右,因而“KT3”將更有優勢。“KT3”由于開關速度更快,對吸收與布線要求更高。若開關頻率在10KHz-15KHz之間,請使用英飛凌后綴為“DN2”和“KT3”的IGBT模塊,今后對于fk≤15KHz的應用場合,建議客戶逐步用“KT3”取代“KE3”,“DLC”或“DN2”。當開關頻率fk≥15KHz時,開關損耗是主要的,通態損耗占的比例比較小。比較好選擇英飛凌短拖尾電流“KS4”高頻系列。當然對于fk在15KHz-20KHz之間時,“DN2”系列也是比較好的選擇。英飛凌“KS4”高頻系列,硬開關工作頻率可達40KHz;若是軟開關,可工作在150KHz左右。IGBT在高頻下工作時。EconoBRIDGE 整流器模塊應用在完善的Econo2 和 Econo4 封裝中。自動化模塊代理價錢
但過小會導致di/dt過大,產生較大的集電極電壓尖峰。因此對串聯電阻要根據具體設計要求***綜合考慮。柵極驅動電阻對驅動脈沖的波形也有影響。電阻值過小時會造成脈沖振蕩,過大時脈沖的前后沿會發生延遲或變緩。IGBT柵極輸入電容Cge隨著其額定容量的增加而增大。為了保持相同的脈沖前后沿速率,對于電流容量大的IGBT器件,應提供較大的前后沿充電電流。為此,柵極串聯的電阻的阻值應隨著IGBT電流容量的增大而減小。:⑴光耦驅動電路,光耦驅動電路是現代逆變器和變頻器設計時被***采用的一種電路,由于線路簡單,可靠性高,開關性能好,被許多逆變器和變頻器廠家所采用。由于驅動光耦的型號很多,所以選用的余地也很大。驅動光耦選用較多的主要有東芝的TLP系列,夏普的PC系列,惠普的HCLP系列等;⑵**集成塊驅動電路,主要有IR的IR2111,IR2112,IR2113等,三菱的EXB系列,M57959,M57962等。IGBT的驅動電路必須具備兩個功能:一是實現控制電路與被驅動IGBT的柵極隔離;二是提供合適的柵極驅動脈沖,實現電隔離可以采用脈沖變壓器、微分變壓器和光電耦合器。:一類是低倍數(~倍)的過載保護;一類是高倍數(8~10)的短路保護。對于過載保護不必快速反應,可采用集中式保護。寧夏模塊性價比完整的模塊封裝技術組合,一站式 購齊。
根據數據表中標示的IGBT的寄生電容,可以分析dV/dt引起的寄生導通現象。可能的寄生導通現象,是由集電極-柵極和柵極-發射極之間的固有容性分壓器引起的(請參見圖9)。考慮到集電極-發射極上的較高瞬態電壓,這個固有的容性分壓器比受限于寄生電感的外接柵極驅動電路快得多。因此,即使柵極驅動器關斷了IGBT,即,在零柵極-發射極電壓狀態下,瞬態集電極-發射極電壓也會引起與驅動電壓不相等的柵極-發射極電壓。忽略柵極驅動電路的影響,可以利用以下等式,計算出柵極-發射極電壓:因此,商數Cres/Cies應當盡可能低,以避免dV/dt引起寄生導通現象(商數約為35,請參見圖12)。此外,輸入電容應當盡可能低,以避免柵極驅動損耗。圖12IGBT的寄生電容(摘自數據表)數據表中給出的寄生電容是在恒定的25V集電極-發射極電壓條件下的值(請參見圖12)。柵極-發射極電容約為該恒定集電極-發射極電壓條件下的值(等式(9))。反向傳遞電容嚴重依賴于集電極-發射極電壓,可以利用等式(10)估算得到(請參見圖13):圖13利用等式(9)和(10)計算得到的不同集電極-發射極電壓條件下的輸入和反向傳遞電容近似值所以,防止dV/dt引起的寄生導通現象的穩定性。
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。當加上輸入信號VI(一般為高電平)、并且交流負載電源電壓通過零點時,雙向晶閘管被觸發,將負載電源接通。
則降低了故障時器件的損耗,延長了器件抗短路的時間,而且能夠降低器件關斷時的di/dt,對器件的保護十分有利。若延時后故障信號依然存在,則關斷器件,若故障信號消失,則驅動電路恢復到正常工作狀態,因而**增強了抗*擾的能力。上述降柵壓的方法只考慮了柵壓與短路電流大小的關系,而在實際應用中,降柵壓的速度也是一個重要因素,它直接決定了故障電流下降的di/dt。慢降柵壓技術就是通過限制降柵壓的速度來控制故障電流的下降速度,從而抑制器件的di/dt和Uce的峰值。圖3給出了慢降柵壓的具體電路圖。圖3正常工作時,因故障檢測二極管VD1的導通,將a點的電壓鉗位在穩壓二極管ZV1的擊穿電壓之下,晶體管VT1始終保持截止狀態。V1通過驅動電阻Rg正常開通和關斷。電容C2為硬開關應用場合提供一很小的延時,使V1開通時Uce有一定的時間從高電壓降到通態壓降,而不使保護電路動作。當電路發生過流和短路故障時,V1上的Uce上升,a點電壓隨之上升,到一定值時,VZ1擊穿,VT1開通,b點電壓下降,電容C1通過電阻R1充電,電容電壓從零開始上升,當電容電壓上升至約,晶體管VT2開通,柵極電壓Uge隨著電容電壓的上升而下降,通過調節C1的數值,可控制電容的充電速度。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。江西模塊供應商
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IGBT模塊采用預涂熱界面材料(TIM),能讓電力電子應用實現一致性的散熱性能。此外,IGBT模塊可以借助壓接引腳進行安裝,從而實現無焊料無鉛的功率模塊安裝。英飛凌可控硅:綜述:6.5kV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。所有器件均具備很強的抗浪涌電流能力。開關性能經過優化,可以按串聯器件的數量輕松調整軟起動器,以適應不同的工作電壓。該器件還適用于通用線電壓整流器應用,如電源和標準驅動。自動化模塊代理價錢
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