确定IGBT 的门极电荷对于设计一个驱动器来说,**重要的参数是门极电荷QG(门极电压差时的IGBT 门极总电荷),如果在IGBT 数据手册中能够找到这个参数,那么我们就可以运用公式计算出:门极驱动能量 E = QG · UGE = QG · [ VG(on) - VG(off) ]门极驱动功率 PG = E · fSW = QG · [ VG(on) - VG(off) ] · fSW驱动器总功率 P = PG + PS(驱动器的功耗)平均输出电流 IoutAV = PG / ΔUGE = QG · fSW比较高开关频率 fSW max. = IoutAV(mA) / QG(μC)峰值电流IG MAX = ΔUGE / RG min = [ VG(on) - VG(off) ] / RG min其中的 RG min = RG extern + RG intern在温度发生急剧变化的场所IGBT模块表面可能有结露水的现象,因此IGBT模块应放在温度变化较小的地方;高新区使用IGBT模块私人定做
图1(a)所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N基 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P-区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区( Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。高新区使用IGBT模块私人定做一是防止NPN部分接通,分别改变布局和掺杂级别。二是降低NPN和PNP晶体管的总电流增益。
IGBT的应用范围一般都在耐压600V以上、电流10A以上、频率为1kHz以上的区域。多使用在工业用电机、民用小容量电机、变换器(逆变器)、照相机的频闪观测器、感应加热(InductionHeating)电饭锅等领域。根据封装的不同,IGBT大致分为两种类型,一种是模压树脂密封的三端单体封装型,从TO-3P到小型表面贴装都已形成系列。另一种是把IGBT与FWD (FleeWheelDiode)成对地(2或6组)封装起来的模块型,主要应用在工业上。模块的类型根据用途的不同,分为多种形状及封装方式,都已形成系列化。
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。 因此因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。
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。栅射极间施加反压或不加信号时,MOSFET内的沟道消失,晶体管的基极电流被切断,IGBT关断。高新区新型IGBT模块销售厂家
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。高新区使用IGBT模块私人定做
册中所给出的输入电容Cies值近似地估算出门极电荷:如果IGBT数据表给出的Cies的条件为VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,那么可以近似的认为Cin=4.5Cies,门极电荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 4.5 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 4.5Cies : IGBT的输入电容(Cies 可从IGBT 手册中找到)如果IGBT数据表给出的Cies的条件为VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,那么可以近似的认为Cin=2.2Cies,门极电荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 2.2 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 2.2Cies : IGBT的输入电容(Cies 可从IGBT 手册中找到)如果IGBT数据手册中已经给出了正象限的门极电荷曲线,那么只用Cies 近似计算负象限的门极电荷会更接近实际值:高新区使用IGBT模块私人定做
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