IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),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。IHV,IHM,PrimePACK封裝(俗稱“黑模塊”):這類模塊的封裝顏色是黑色的,屬于大功率模塊。貴州Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊國內經銷
很難裝入PEARSON探頭,更多的采用Rogowski-coil。需要注意的是Rogowski-coil的延時會比較大,而且當電流變化率超過3600A/μs時,Rogowski-coil會有比較明顯的誤差。關于測試探頭和延時匹配也可同儀器廠家確認。圖3-1IGBT關斷過程DUT:FF600R12ME4;CH2(綠色)-VGE,CH3(藍色)-ce,CH4(紅色)-Ic圖3-2IGBT開通過程首先固定電壓和溫度,在不同的電流下測試IGBT的開關損耗,可以得出損耗隨電流變化的曲線,并且對曲線進行擬合,可以得到損耗的表達式。該系統的直流母線電壓小為540V,高為700V。而系統的IGBT的結溫的設計在125℃和150℃之間。分別在540V和700V母線電壓,及125℃和150℃結溫下重復上述測試,可以得到一系列曲線,如圖4所示。圖4:在不同的電流輸入條件下,以電壓和溫度為給定條件的IGBT的開關損耗曲線依據圖4給出的損耗測試曲線,可以依據線性等效的方法得到IGBT的開通損耗和關斷損耗在電流,電壓,結溫下的推導公式。同理也可以得到Diode在給定系統的電壓,電流,結溫設計范圍內的反向恢復損耗的推導公式:圖5:在不同的電流輸入條件下。貴州Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊國內經銷三項整流橋+6單元的三項全橋IGBT拓撲:以FP開頭。
晶閘管等元件通過整流來實現。除此之外整流器件還有很多,如:可關斷晶閘管GTO,逆導晶閘管,雙向晶閘管,整流模塊,功率模塊IGBT,SIT,MOSFET等等,這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅,通常人們都叫可控硅。是一種功率半導體器件,由于它效率高,控制特性好,壽命長,體積小等優點,自上個世紀六十長代以來,獲得了迅猛發展,并已形成了一門的學科。“晶閘管交流技術”。晶閘管發展到,在工藝上已經非常成熟,品質更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發展。目前國內晶閘管大額定電流可達5000A,國外更大。我國的韶山電力機車上裝載的都是我國自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應用:一、可控整流如同二極管整流一樣,可以把交流整流為直流,并且在交流電壓不變的情況下,方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流,實現交流——可變直流二、交流調壓與調功利用晶閘管的開關特性代替老式的接觸調壓器、感應調壓器和飽和電抗器調壓。為了消除晶閘管交流調壓產生的高次諧波,出現了一種過零觸發,實現負載交流功率的無級調節即晶閘管調功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電:將三相高壓交流整流為高壓直流,由高壓直流遠距離輸送以減少損耗。
對于IGBT模塊我們還需判斷在有觸發電壓的情況下能否導通和關斷。逆變器IGBT模塊檢測:將數字萬用表撥到二極管測試檔,測試IGBT模塊c1e1、c2e2之間以及柵極G與e1、e2之間正反向二極管特性,來判斷IGBT模塊是否完好。以六相模塊為例。將負載側U、V、W相的導線拆除,使用二極管測試檔,紅表筆接P(集電極c1),黑表筆依次測U、V、W,萬用表顯示數值為;將表筆反過來,黑表筆接P,紅表筆測U、V、W,萬用表顯示數值為400左右。再將紅表筆接N(發射極e2),黑表筆測U、V、W,萬用表顯示數值為400左右;黑表筆接P,紅表筆測U、V、W,萬用表顯示數值為。各相之間的正反向特性應相同,若出現差別說明IGBT模塊性能變差,應予更換。IGBT模塊損壞時,只有擊穿短路情況出現。紅、黑兩表筆分別測柵極G與發射極E之間的正反向特性,萬用表兩次所測的數值都為,這時可判定IGBT模塊門極正常。如果有數值顯示,則門極性能變差,此模塊應更換。當正反向測試結果為零時,說明所檢測的一相門極已被擊穿短路。門極損壞時電路板保護門極的穩壓管也將擊穿損壞。2、你還可以利用參數P372選擇模擬運行功能,來檢查是否功率器件被損壞,或者觸發脈沖的邏輯關系是否正確。6單元的三項全橋IGBT拓撲:以FS開頭。
IGBT模塊的結溫控制對于延長模塊的壽命具有重要意義。4.溫度對模塊的安全性的影響IGBT模塊的結溫升高會導致模塊的安全性下降。當結溫超過一定溫度時,模塊內部元器件會出現失效現象,從而導致模塊的短路或開路,總之,IGBT模塊結溫的變化對模塊的電性能、可靠性、壽命和安全性等多個方面都會產生影響。因此,在實際應用中,需要對IGBT模塊的結溫進行控制,以保證模塊的正常工作和長期穩定性。對設備和人員的安全造成威脅。IGBT的額定電壓要求高于直流母線電壓的兩倍Infineon也有大功率的3300V,4500V,6500V的IGBT可供選擇,一般用于機車牽引和電力系統中。內蒙古功率半導體IGBT模塊品質優異
Easy封裝(俗稱“方盒子”):這類封裝是低成本小功率的封裝形式:工作電流從10A~35A。貴州Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊國內經銷
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管),是由BJT(雙極結型晶體三極管)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,其具有自關斷的特征。簡單講,是一個非通即斷的開關,IGBT沒有放大電壓的功能,導通時可以看做導線,斷開時當做開路。IGBT融合了BJT和MOSFET的兩種器件的優點,如驅動功率小和飽和壓降低等。IGBT模塊是由IGBT與FWD(續流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品,具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特點。IGBT是能源轉換與傳輸的器件,是電力電子裝置的“CPU”。采用IGBT進行功率變換,能夠提高用電效率和質量,具有高效節能和綠色環保的特點,是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術。IGBT是以GTR為主導元件,MOSFET為驅動元件的達林頓結構的復合器件。其外部有三個電極,分別為G-柵極,C-集電極,E-發射極。在IGBT使用過程中,可以通過控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,從而實現對IGBT導通/關斷/阻斷狀態的控制。1)當IGBT柵-射極加上加0或負電壓時,MOSFET內溝道消失,IGBT呈關斷狀態。2)當集-射極電壓UCE<0時,J3的PN結處于反偏,IGBT呈反向阻斷狀態。3)當集-射極電壓UCE>0時。貴州Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊國內經銷