IGBT是先进的第三代功率模块,工作频率1-20khz,主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆变电路,即dc/ac变换中。例电动汽车、伺服控制器、UPS、开关电源、斩波电源、无轨电车等。问世迄今有十年多历史,几乎已替代一切其它功率器件,例SCR、GTO、GTR、MOSFET、双极型达林顿管等如今功率可高达1MW的低频应用中,单个元件电压可达4.0KV(pt结构)一6.5KV(npt结构),电流可达1.5KA,是较为理想的功率模块。 [1]a,栅极与任何导电区要绝缘,以免产生静电而击穿,所以包装时将g极和e极之间要有导电泡沫塑料,将它短接。装配时切不可用手指直接接触,直到g极管脚进行长久性连接。 1979年,MOS栅功率开关器件作为IGBT概念的先驱即已被介绍到世间。张家港应用IGBT模块量大从优
不同品牌的IGBT模块可能有各自的特定要求,可在其参数手册的推荐值附近调试。2、栅极电阻功率的确定栅极电阻的功率由IGBT栅极驱动的功率决定,一般来说栅极电阻的总功率应至少是栅极驱动功率的2倍。IGBT栅极驱动功率 P=FUQ,其中:F 为工作频率;U 为驱动输出电压的峰峰值;Q 为栅极电荷,可参考IGBT模块参数手册。例如,常见IGBT驱动器(如TX-KA101)输出正电压15V,负电压-9V,则U=24V,假设 F=10KHz,Q=2.8uC可计算出 P=0.67w ,栅极电阻应选取2W电阻,或2个1W电阻并联。三、设置栅极电阻的其他注意事项工业园区好的IGBT模块工厂直销其性能更好,整机的可靠性更高及体积更小。
门极输入电容Cies 由CGE 和CGC 来表示,它是计算IGBT 驱动器电路所需输出功率的关键参数。该电容几乎不受温度影响,但与IGBT集电极-发射极电压VCE 的电压有密切联系。在IGBT数据手册中给出的电容Cies 的值,在实际电路应用中不是一个特别有用的参数,因为它是通过电桥测得的,在测量电路中,加在集电极上C 的电压一般只有25V(有些厂家为10V),在这种测量条件下,所测得的结电容要比VCE=600V 时要大一些(如图2)。由于门极的测量电压太低(VGE=0V )而不是门极的门槛电压,在实际开关中存在的米勒效应(Miller 效应)在测量中也没有被包括在内,在实际使用中的门极电容Cin值要比IGBT 数据手册中给出的电容Cies 值大很多。因此,在IGBT数据手册中给出的电容Cies值在实际应用中**只能作为一个参考值使用。
目前只能通过IGBT高压串联等技术来实现高压应用。国外的一些厂家如瑞士ABB公司采用软穿通原则研制出了8KV的IGBT器件,德国的EUPEC生产的6500V/600A高压大功率IGBT器件已经获得实际应用,日本东芝也已涉足该领域。与此同时,各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠性、低成本技术,主要采用1um以下制作工艺,研制开发取得一些新进展。 N沟型的 IGBT工作是通过栅极-发射极间加阀值电压VTH以上的(正)电压,在栅极电极正下方的p层上形成反型层(沟道),开始从发射极电极下的n-层注入电子。IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。
门极电荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE · Cies · 4.5 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] · Cies · 4.5-- 适用于Cies 的测试条件为 VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT门极电荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE · Cies · 2.2 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] · Cies · 2.2-- 适用于Cies 的测试条件为 VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT当为各个应用选择IGBT驱动器时,必须考虑下列细节:· 驱动器必须能够提供所需的门极平均电流IoutAV 及门极驱动功率PG。驱动器的比较大平均输出电流必须大于计算值。· 驱动器的输出峰值电流IoutPEAK 必须大于等于计算得到的比较大峰值电流。只在关断时才会出现动态闩锁。这一特殊现象严重地限制了安全操作区。相城区新型IGBT模块量大从优
在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。张家港应用IGBT模块量大从优
在使用IGBT的场合,当栅极回路不正常或栅极回路损坏时(栅极处于开路状态),若在主回路上加上电压,则IGBT就会损坏,为防止此类故障,应在栅极与发射极之间串接一只10KΩ左右的电阻。在安装或更换IGBT模块时,应十分重视IGBT模块与散热片的接触面状态和拧紧程度。为了减少接触热阻,比较好在散热器与IGBT模块间涂抹导热硅脂。一般散热片底部安装有散热风扇,当散热风扇损坏中散热片散热不良时将导致IGBT模块发热,而发生故障。因此对散热风扇应定期进行检查,一般在散热片上靠近IGBT模块的地方安装有温度感应器,当温度过高时将报警或停止IGBT模块工作 [1]。张家港应用IGBT模块量大从优
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