流过IGBT的电流值超过短路动作电流,则立刻发生短路?;?,***门极驱动电路,输出故障信号。跟过流保护一样,为避免发生过大的di/dt,大多数IPM采用两级关断模式。为缩短过流保护的电流检测和故障动作间的响应时间,IPM内部使用实时电流控制电路(RTC),使响应时间小于100ns,从而有效抑制了电流和功率峰值,提高了?;ばЧ?。当IPM发生UV、OC、OT、SC中任一故障时,其故障输出信号持续时间tFO为1.8ms(SC持续时间会长一些),此时间内IPM会***门极驱动,关断IPM;故障输出信号持续时间结束后,IPM内部自动复位,门极驱动通道开放。可以看出,器件自身产生的故障信号是非保持性的,如果tFO结束后故障源仍旧没有排除,IPM就会重复自动?;さ墓?,反复动作。过流、短路、过热?;ざ鞫际欠浅6窳拥脑诵凶纯?,应避免其反复动作,因此*靠IPM内部?;さ缏坊共荒芡耆迪制骷淖晕冶;?。要使系统真正安全、可靠运行,需要辅助的**?;さ缏贰V悄芄β誓?榈缏飞杓票嗉缏肥荌PM主电路和控制电路之间的接口,良好的驱动电路设计对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要意义。新能源逆变器用IGBT??樾柰ü鼿3TRB测试(85℃/85%RH/1000h)验证可靠性。上海好的IGBT??槟募液?/p>
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)??槭窍执缌Φ缱酉低车?*器件,结合了MOSFET的高输入阻抗和BJT(双极晶体管)的低导通损耗特性。其基本结构由栅极(Gate)、集电极(Collector)和发射极(Emitter)构成,内部包含多个IGBT芯片并联以实现高电流承载能力。工作原理上,当栅极施加正向电压时,MOSFET部分导通,引发BJT层形成导电通道,从而允许大电流从集电极流向发射极。关断时,栅极电压归零,导电通道关闭,电流迅速截止。IGBT模块的关键参数包括额定电压(600V-6500V)、额定电流(数十至数千安培)和开关频率(通常低于100kHz)。例如,在变频器中,1200V/300A的IGBT??榭筛咝迪种绷鞯浇涣鞯淖唬蓖ü呕亓髯幼⑷虢峁梗ㄈ绯≈罩剐蜕杓疲档偷纪ㄑ菇抵?.5V以下,***减少能量损耗。四川IGBT??槌Ъ蚁只醪捎肞ress-pack封装的IGBT??榫哂惺Ф搪诽匦?,适用于高可靠性要求的轨道交通领域。
图中开通过程描述的是晶闸管门极在坐标原点时刻开始受到理想阶跃触发电流触发的情况;而关断过程描述的是对已导通的晶闸管,在外电路所施加的电压在某一时刻突然由正向变为反向的情况(如图中点划线波形)。开通过程晶闸管的开通过程就是载流子不断扩散的过程。对于晶闸管的开通过程主要关注的是晶闸管的开通时间t。由于晶闸管内部的正反馈过程以及外电路电感的限制,晶闸管受到触发后,其阳极电流只能逐渐上升。从门极触发电流上升到额定值的10%开始,到阳极电流上升到稳态值的10%(对于阻性负载相当于阳极电压降到额定值的90%),这段时间称为触发延迟时间t。阳极电流从10%上升到稳态值的90%所需要的时间(对于阻性负载相当于阳极电压由90%降到10%)称为上升时间t,开通时间t定义为两者之和,即t=t+t通常晶闸管的开通时间与触发脉冲的上升时间,脉冲峰值以及加在晶闸管两极之间的正向电压有关。[1]关断过程处于导通状态的晶闸管当外加电压突然由正向变为反向时,由于外电路电感的存在,其阳极电流在衰减时存在过渡过程。阳极电流将逐步衰减到零,并在反方向流过反向恢复电流,经过**大值I后,再反方向衰减。
智能功率??槟诓抗δ芑票嗉璉PM内置的驱动和保护电路使系统硬件电路简单、可靠,缩短了系统开发时间,也提高了故障下的自保护能力。与普通的IGBT??橄啾?,IPM在系统性能及可靠性方面都有进一步的提高。?;さ缏房梢允迪挚刂频缪骨费贡;?、过热?;?、过流?;ず投搪繁;?。如果IPM??橹杏幸恢直;さ缏范?,IGBT栅极驱动单元就会关断门极电流并输出一个故障信号(FO)。各种?;すδ芫咛迦缦?(1)控制电压欠压保护(UV):IPM使用单一的+15V供电,若供电电压低于12.5V,且时间超过toff=10ms,发生欠压?;?,***门极驱动电路,输出故障信号。(2)过温保护(OT):在靠近IGBT芯片的绝缘基板上安装了一个温度传感器,当IPM温度传感器测出其基板的温度超过温度值时,发生过温?;?,***门极驱动电路,输出故障信号。(3)过流?;?OC):若流过IGBT的电流值超过过流动作电流,且时间超过toff,则发生过流保护,***门极驱动电路,输出故障信号。为避免发生过大的di/dt,大多数IPM采用两级关断模式。在新能源汽车的电机驱动系统中,IGBT??槭鞘迪值缒芨咝ё坏牟考?。
在500kW异步电机变频器中,IGBT模块需实现精细控制:?矢量控制?:通过SVPWM算法调制输出电压,转矩波动≤2%;?过载能力?:支持200%过载持续60秒(如西门子的Sinamics S120驱动系统);?EMC设计?:采用低电感封装(寄生电感≤10nH)抑制电压尖峰。施耐德的Altivar 600变频器采用IGBT模块,载波频率可调(2-16kHz),适配IE4超高效电机。在柔性直流输电(VSC-HVDC)中,高压IGBT模块需满足:?电压等级?:单个??槟脱勾?.5kV(如东芝的MG1300J1US52);?串联均压?:多??榇倍刮蟛睢?%;?损耗控制?:通态损耗≤1.8kW(@1500A)。例如,中国西电集团的XD-IGBT模块已用于乌东德工程,单个换流阀由3000个??樽槌?,传输容量8GW,损耗*0.8%。现代IGBT??榈姆⑸浼舷咭汛勇料呱段本?00μm的铜带,使通流能力提升至300A/cm2。江西优势IGBT??橥萍龀Ъ?/p>
栅极电阻取值需权衡开关速度与EMI,例如15Ω电阻可将di/dt限制在5kA/μs以内。上海好的IGBT??槟募液?/p>
图简单地给出了晶闸管开通和关断过程的电压与电流波形。图中开通过程描述的是晶闸管门极在坐标原点时刻开始受到理想阶跃触发电流触发的情况;而关断过程描述的是对已导通的晶闸管,在外电路所施加的电压在某一时刻突然由正向变为反向的情况(如图中点划线波形)??ü叹д⒐艿目ü叹褪窃亓髯硬欢侠┥⒌墓?。对于晶闸管的开通过程主要关注的是晶闸管的开通时间t。由于晶闸管内部的正反馈过程以及外电路电感的限制,晶闸管受到触发后,其阳极电流只能逐渐上升。从门极触发电流上升到额定值的10%开始,到阳极电流上升到稳态值的10%(对于阻性负载相当于阳极电压降到额定值的90%),这段时间称为触发延迟时间t。阳极电流从10%上升到稳态值的90%所需要的时间(对于阻性负载相当于阳极电压由90%降到10%)称为上升时间t,开通时间t定义为两者之和,即t=t+t通常晶闸管的开通时间与触发脉冲的上升时间,脉冲峰值以及加在晶闸管两极之间的正向电压有关。[1]关断过程处于导通状态的晶闸管当外加电压突然由正向变为反向时,由于外电路电感的存在,其阳极电流在衰减时存在过渡过程。阳极电流将逐步衰减到零,并在反方向流过反向恢复电流,经过**大值I后,再反方向衰减。同时。 上海好的IGBT??槟募液?/p>