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对等效MOSFET的控制能力降低,通常还会引起器件击穿问题。晶闸管导通现象被称为IGBT闩锁,具体地说,这种缺陷的原因互不相同,与器件的状态有密切关系。通常情况下,静态和动态闩锁有如下主要区别:当晶闸管全部导通时,静态闩锁出现,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。为防止寄生NPN和PNP晶体管的有害现象,有必要采取以下措施:防止NPN部分接通,分别改变布局和掺杂级别,降低NPN和PNP晶体管的总电流增益。此外,闩锁电流对PNP和NPN器件的电流增益有一定的影响,因此,它与结温的关系也非常密切;在结温和增益提高的情况下,P基区的电阻率会升高,破坏了整体特性。因此,器件制造商必须注意将集电极比较大电流值与闩锁电流之间保持一定的比例,通常比例为1:5。IGBT模块五种不同的内部结构和电路图1.单管模块,1in1模块单管模块的内部由若干个IGBT并联,以达到所需要的电流规格,可以视为大电流规格的IGBT单管。受机械强度和热阻的限制,IGBT的管芯面积不能做得太电流规格的IGBT需要将多个管芯装配到一块金属基板上。单管模块外部标签上的等效电路如图1所示,副发射极(第二发射极)连接到栅极驱动电路,主发射极连接到主电路中。模块可以用于率封装,比如450A,600A,800A等。上海富士功率模块IGBT模块批发采购
根据IGBT的驱动以及逆变电路的要求,模块内部的IGBT控制电源必须是上桥臂3组,下桥臂1组,总计4组单独的15V直流电源。图1中给出了几种典型光电耦合器驱动电路,其中三极管与光电耦合器并联型电路对光电耦合器特别有利。对控制输入的光电耦合器规格的要求是:CMH与CML相等且太于15kV/μs或10kV/μs,TPHL=TPLH<。图1光电耦合器驱动电路推荐使用的光电耦合器有:HCPI,-4505、HCPL-4506、(IGM)、TLP755等。一般情况下,光电耦合器要符合UI。、VDE等安全认证。同时好使光电耦合器和IGBT控制端子间的布线尽量短。由于光电耦合器两端间常加有大的du/出,因此,光电耦合器两端的布线不要太靠近以减小其间的耦合电容。在使用15V的直流电源组件时,电源输出侧的GND端子不要互联,并尽量减少各电源与地间的杂散电容,同时还应当确保足够大的绝缘距离(大于2mm)。光电耦合器输入用的10μF及μF滤波电容主要用于保持控制电压平稳和使线路阻抗稳定。控制信号输入端与Vcc端应接20kΩ的上拉电阻,在不使用制动单元时,也应该在DB输人端与Vcc端之间接20Ω的上拉电阻,否则,du/dt过大,可能会引起误动作。图2所示为1组上桥臂的控制信号的输入电路。上海富士功率模块IGBT模块批发采购Infineon那边给出的解释为:IGBT的“损耗”包括“导通损耗”和“开关损耗”。
IGBT功率模块是指采用IC驱动,利用的封装技术将IGBT与驱动电路、控制电路和保护电路高度集成在一起的模块。其类别从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。IGBT功率模块的驱动电路元件较少,在短路故障时只要结温不超过安全工作范围,驱动电路仍可以继续安全工作。IGBT在大电流时具有退饱和特性,可以在一定程度上保护器件过流,其它的电力电子开关器件则都不具备这种特性。总之,IGBT功率模块具有驱动简单、过压过流保护实现容易、开关频率高以及不需要缓冲电路等特性,非常适合应用在中压驱动领域。常见的IGBT功率模块的额定电压等级有600V、1200V、1700V、2500V、3300V和4500V,额定电流则可以达到2400A。虽然有更高电压等级的IGBT器件,但其电流等级却大为下降。例如,额定电压为6500V的IGBT器件的额定电流为650A。额定功率比较大的IGBT电压电流参数为3600V/1700A和4500V/1200A。各中类别型号的IGBT功率模块已经运用到各中电子元件中,IPM除用于变频调速外,600A/2000V的IPM已用于电力机车VVVF逆变器。平面低电感封装技术是大电流IGBT模块为有源器件的PEBB,用于舰艇上的导弹发射装置。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术组装PEBB。
尽量不要用手触摸驱动端子部分,当必须要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后,再触摸;在用导电材料连接模块驱动端子时,在配线未接好之前请先不要接上模块;尽量在底板良好接地的情况下操作。在应用中有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过栅极比较大额定电压,但栅极连线的寄生电感和栅极与集电极间的电容耦合,也会产生使氧化层损坏的振荡电压。为此,通常采用双绞线来传送驱动信号,以减少寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。此外,在栅极—发射极间开路时,若在集电极与发射极间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于集电极有漏电流流过,栅极电位升高,集电极则有电流流过。这时,如果集电极与发射极间存在高电压,则有可能使IGBT发热及至损坏。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。M超高速IGBT变频器功率模块;
很难装入PEARSON探头,更多的采用Rogowski-coil。需要注意的是Rogowski-coil的延时会比较大,而且当电流变化率超过3600A/μs时,Rogowski-coil会有比较明显的误差。关于测试探头和延时匹配也可同仪器厂家确认。图3-1IGBT关断过程DUT:FF600R12ME4;CH2(绿色)-VGE,CH3(蓝色)-ce,CH4(红色)-Ic图3-2IGBT开通过程首先固定电压和温度,在不同的电流下测试IGBT的开关损耗,可以得出损耗随电流变化的曲线,并且对曲线进行拟合,可以得到损耗的表达式。该系统的直流母线电压小为540V,高为700V。而系统的IGBT的结温的设计在125℃和150℃之间。分别在540V和700V母线电压,及125℃和150℃结温下重复上述测试,可以得到一系列曲线,如图4所示。图4:在不同的电流输入条件下,以电压和温度为给定条件的IGBT的开关损耗曲线依据图4给出的损耗测试曲线,可以依据线性等效的方法得到IGBT的开通损耗和关断损耗在电流,电压,结温下的推导公式。同理也可以得到Diode在给定系统的电压,电流,结温设计范围内的反向恢复损耗的推导公式:图5:在不同的电流输入条件下。现货IGBT驱动电路单向可控硅晶闸管。上海富士功率模块IGBT模块批发采购
2单元的半桥IGBT拓扑:以BSM和FF开头。上海富士功率模块IGBT模块批发采购
一个空穴电流(双极)。当UCE大于开启电压UCE(th),MOSFET内形成沟道,为晶体管提供基极电流,IGBT导通。2)导通压降电导调制效应使电阻RN减小,通态压降小。所谓通态压降,是指IGBT进入导通状态的管压降UDS,这个电压随UCS上升而下降。3)关断当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时,沟道被禁止,没有空穴注入N-区内。在任何情况下,如果MOSFET的电流在开关阶段迅速下降,集电极电流则逐渐降低,这是阂为换向开始后,在N层内还存在少数的载流子(少于)。这种残余电流值(尾流)的降低,完全取决于关断时电荷的密度,而密度又与几种因素有关,如掺杂质的数量和拓扑,层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形。集电极电流将引起功耗升高、交叉导通问题,特别是在使用续流二极管的设备上,问题更加明显。鉴于尾流与少子的重组有关,尾流的电流值应与芯片的Tc、IC:和uCE密切相关,并且与空穴移动性有密切的关系。因此,根据所达到的温度,降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的。当栅极和发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。4)反向阻断当集电极被施加一个反向电压时,J。上海富士功率模块IGBT模块批发采购
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