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时间:2024年03月08日 来源:

IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。IGBT非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。图1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+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一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannelregion)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Draininjector),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。IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流。因为大多数IGBT模块工作在交流电网通过单相或三相整流后的直流母线电压下。广西Semikron西门康SKM100GB12T4IGBT模块快速发货

图1单管,模块的内部等效电路多个管芯并联时,栅极已经加入栅极电阻,实际的等效电路如图2所示。不同制造商的模块,栅极电阻的阻值也不相同;不过,同一个模块内部的栅极电阻,其阻值是相同的。图2单管模块内部的实际等效电路图IGBT单管模块通常称为1in1模块,前面的“1”表示内部包含一个IGBT管芯,后面的“1”表示同一个模块塑壳之中。2.半桥模块,2in1模块半桥(Halfbridge)模块也称为2in1模块,可直接构成半桥电路,也可以用2个半桥模块构成全桥,3个半桥模块也构成三相桥。因此,半桥模块有时候也称为桥臂(Phase-Leg)模块。图3是半桥模块的内部等效。不同的制造商的接线端子名称也有所不同,如C2E1可能会标识为E1C2,有的模块只在等效电路图上标识引脚编号等。图3半桥模块的内部等效电路半桥模块的电流/电压规格指的均是其中的每一个模块单元。如1200V/400A的半桥模块,表示其中的2个IGBT管芯的电流/电压规格都是1200V/400A,即C1和E2之间可以耐受比较高2400V的瞬间直流电压。不仅半桥模块,所有模块均是如此标注的。3.全桥模块,4in1模块全桥模块的内部等效电路如图4所示。图4全桥模块内部等效电路全桥(Fullbridge)模块也称为4in1模块,用于直接构成全桥电路。重庆MACMIC宏微IGBT模块品质优异IGBT模块可以借助压接引脚进行安装,从而实现无焊料无铅的功率模块安装。

而用户的驱动电压有时也并非这个电压数值。数据手册通常会在较小的母排杂散电感下进行开关损耗测试,而实际系统的母排或者PCB的布局常常会存在比较大的杂散电感。正因为实际系统的母排、驱动与数据手册的标准测试平台的母排、驱动存在着差异,才导致了直接采用数据手册的开关损耗进行实际系统的损耗评估存在着一定的误差。一种改善的方式是直接采用实际系统的母排和驱动来进行双脉冲测试,IGBT模块可以固定在一个加热平台上,而加热平台能够调节到150℃并保持恒温。图1给出了双脉冲的测试原理图,图2给出了双脉冲测试时的波形图,典型的双脉冲测试可以按照图1和图2进行,同时需要注意将加热平台调整到一定的温度,并等待一定时间,确保IGBT的结温也到达设定温度。图1-1:IGBT的双脉冲测试原理图图1-2:Diode的双脉冲测试原理图图2-1:IGBT的双脉冲测试波形图图2-2:Diode的双脉冲测试波形图图3给出了双脉冲测试过程中,IGBT的开通过程和关断过程的波形。损耗可以通过CE电压和导通电流的乘积后的积分来获得。需要注意的是电压探头和电流探头需要匹配延时,否则会引起比较大的测试误差。在用于数据手册的测试平台中,常见的电流探头是PEARSON探头,而实际系统的母排中。

措施:在三相变压器次级星形中点与地之间并联适当电容,就可以减小这种过电压。与整流器并联的其它负载切断时,因电源回路电感产生感应电势的过电压。变压器空载且电源电压过零时,初级拉闸,因变压器激磁电流的突变,在次级感生出很高的瞬时电压,这种电压尖峰值可达工作电压的6倍以上。交流电网遭雷击或电网侵入干扰过电压,即偶发性浪涌电压,都必须加阻容吸收路进行保护。3.直流侧过电压及保护当负载断开时或快熔断时,储存在变压器中的磁场能量会产生过电压,显然在交流侧阻容吸收保护电路可以抑制这种过电压,但由于变压器过载时储存的能量比空载时要大,还不能完全消除。措施:能常采用压敏吸收进行保护。4.过电流保护一般加快速熔断器进行保护,实际上它不能保护可控硅,而是保护变压器线圈。5.电压、电流上升率的限制4.均流与晶闸管选择均流不好,很容易烧坏元件。为了解决均流问题,过去加均流电抗器,噪声很大,效果也不好,一只一只进行对比,拧螺丝松紧,很盲目,效果差,噪音大,耗能。我们采用的办法是:用计算机程序软件进行动态参数筛选匹配、编号,装配时按其号码顺序装配,很间单。每一只元件上都刻有字,以便下更换时参考。这样能使均流系数可达到。通常IGBT模块的工作电压(600V、1200V、1700V)均对应于常用电网的电压等级。

IGBT与MOSFET的开关速度比较因功率MOSFET具有开关速度快,峰值电流大,容易驱动,安全工作区宽,dV/dt耐量高等优点,在小功率电子设备中得到了广泛应用。但是由于导通特性受和额定电压的影响很大,而且工作电压较高时,MOSFET固有的反向二极管导致通态电阻增加,因此在大功率电子设备中的应用受至限制。IGBT是少子器件,它不但具有非常好的导通特性,而且也具有功率MOSFET的许多特性,如容易驱动,安全工作区宽,峰值电流大,坚固耐用等,一般来讲,IGBT的开关速度低于功率MOSET,但是IR公司新系列IGBT的开关特性非常接近功率MOSFET,而且导通特性也不受工作电压的影响。由于IGBT内部不存在反向二极管,用户可以灵活选用外接恢复二极管,这个特性是优点还是缺点,应根据工作频率,二极管的价格和电流容量等参数来衡量。IGBT的内部结构,电路符号及等效电路如图1所示。可以看出,2020-03-30开关电源设计:何时选择BJT优于MOSFET开关电源电气可靠性设计1供电方式的选择集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量,而且应用单台电源供电,当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。分布式供电系统因供电单元靠近负载,改善了动态响应特性。.34mm封装(俗称“窄条”):由于底板的铜极板只有34mm宽。甘肃MACMIC宏微IGBT模块代理货源

第1代和第二代采用老命名方式,一般为BSM**GB**DLC或者BSM**GB**DN2。广西Semikron西门康SKM100GB12T4IGBT模块快速发货

富士IGBT智能模块的应用电路设计富士的IGBT-IPM模块有很多不同的系列每一系列的主电源电压范围各有不同,在设计时一定要考虑其应用的电压范围。600V系列主电源电压和制动动作电压都应该在400V以下,1200v系列则要在800V以下。开关时的大浪涌电压为:600V系列应在500V以下,1200V系列应该在1000V以下。根据上述各值的范围,使用时应使浪涌电压限定在规定值以内,且应在靠近P、N端子处安装缓冲器(如果一个整流电路上接有多个IGBT模块,还需要在P、N主端子间加浪涌吸收器)。虽然在模块内部已对外部的电压噪声采取了相应的措施,但是由于噪声的种类和强度不同,加之也不可能完全避免误动作或损坏等情况,因此需要对交流进线加滤波器,并采用绝缘方式接地,同时应在每相的输入信号与地(GND)间并联l000pF的吸收电容。(1)光电耦合器控制电路控制电路主要针对的是单片机控制系统的弱电控制部分,由于IPM模块要直接和配电系统连接,因此,必须利用隔离器件将IPM模块和控制部分的弱电电路隔离开来,以保护单片机控制系统。同时,IPM模块的工作状况在很大程度上取决于正确、有效、及时的控制信号。所以,设计一个优良的光电耦合器控制电路也是IPlvl模块正常工作的关键之一。广西Semikron西门康SKM100GB12T4IGBT模块快速发货

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