根據(jù)IGBT的驅(qū)動(dòng)以及逆變電路的要求,模塊內(nèi)部的IGBT控制電源必須是上橋臂3組,下橋臂1組,總計(jì)4組單獨(dú)的15V直流電源。圖1中給出了幾種典型光電耦合器驅(qū)動(dòng)電路,其中三極管與光電耦合器并聯(lián)型電路對(duì)光電耦合器特別有利。對(duì)控制輸入的光電耦合器規(guī)格的要求是:CMH與CML相等且太于15kV/μs或10kV/μs,TPHL=TPLH<。圖1光電耦合器驅(qū)動(dòng)電路推薦使用的光電耦合器有:HCPI,-4505、HCPL-4506、(IGM)、TLP755等。一般情況下,光電耦合器要符合UI。、VDE等安全認(rèn)證。同時(shí)好使光電耦合器和IGBT控制端子間的布線盡量短。由于光電耦合器兩端間常加有大的du/出,因此,光電耦合器兩端的布線不要太靠近以減小其間的耦合電容。在使用15V的直流電源組件時(shí),電源輸出側(cè)的GND端子不要互聯(lián),并盡量減少各電源與地間的雜散電容,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)確保足夠大的絕緣距離(大于2mm)。光電耦合器輸入用的10μF及μF濾波電容主要用于保持控制電壓平穩(wěn)和使線路阻抗穩(wěn)定??刂菩盘?hào)輸入端與Vcc端應(yīng)接20kΩ的上拉電阻,在不使用制動(dòng)單元時(shí),也應(yīng)該在DB輸人端與Vcc端之間接20Ω的上拉電阻,否則,du/dt過(guò)大,可能會(huì)引起誤動(dòng)作。圖2所示為1組上橋臂的控制信號(hào)的輸入電路。在IGBT使用過(guò)程,可以通過(guò)控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,對(duì)IGBT導(dǎo)通/關(guān)斷/阻斷狀態(tài)的控制。海南哪里有富士IGBT值得推薦
因?yàn)楦咚匍_(kāi)斷和關(guān)斷會(huì)產(chǎn)生很高的尖峰電壓,及有可能造成IGBT自身或其他元件擊穿。(3)IGBT開(kāi)通后,驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)提供足夠的電壓、電流幅值,使IGBT在正常工作及過(guò)載情況下不致退出飽和而損壞。(4)IGBT驅(qū)動(dòng)電路中的電阻RG對(duì)工作性能有較大的影響,RG較大,有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率,但會(huì)增加IGBT的開(kāi)關(guān)時(shí)間和開(kāi)關(guān)損耗;RG較小,會(huì)引起電流上升率增大,使IGBT誤導(dǎo)通或損壞。RG的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)及IGBT的容量有關(guān),一般在幾歐~幾十歐,小容量的IGBT其RG值較大。(5)驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力及對(duì)IG2BT的保護(hù)功能。IGBT的控制、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路等應(yīng)與其高速開(kāi)關(guān)特性相匹配,另外,在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施情況下,G—E斷不能開(kāi)路。四、IGBT的結(jié)構(gòu)IGBT是一個(gè)三端器件,它擁有柵極G、集電極c和發(fā)射極E。IGBT的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化等效電路和電氣圖形符號(hào)如圖所示。如圖所示為N溝道VDMOSFFT與GTR組合的N溝道IGBT(N-IGBT)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖。IGBT比VDMOSFET多一層P+注入?yún)^(qū),形成丁一個(gè)大面積的PN結(jié)J1。由于IGBT導(dǎo)通時(shí)由P+注入?yún)^(qū)向N基區(qū)發(fā)射少子,因而對(duì)漂移區(qū)電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制,可仗IGBT具有很強(qiáng)的通流能力。介于P+注入?yún)^(qū)與N-漂移區(qū)之間的N+層稱(chēng)為緩沖區(qū)。海南哪里有富士IGBT值得推薦IGBT是以GTR為主導(dǎo)元件,MOSFET為驅(qū)動(dòng)元件的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的復(fù)合器件。
向漏極注入空穴,進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制,以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱(chēng)為漏極。IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道,給PNP晶體管提供基極電流,使IGBT導(dǎo)通。反之,加反向門(mén)極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),對(duì)N一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時(shí),也具有低的通態(tài)電壓。IGBT單管產(chǎn)品圖IGBT單管結(jié)構(gòu)圖IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動(dòng),各種驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路,高性能IGBT芯片,新型封裝技術(shù),從復(fù)合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展,其產(chǎn)品水平為1200—1800A/1800—3300V,IPM除用于變頻調(diào)速外,600A/2000V的IPM已用于電力機(jī)車(chē)VVVF逆變器。平面低電感封裝技術(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB,用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝PEBB,降低電路接線電感,提高系統(tǒng)效率,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)成功第二代IPEM,其中所有的無(wú)源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱點(diǎn)。
在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來(lái)越的應(yīng)用,在較高頻率的大、率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。IGBT的等效電路如圖1所示。由圖1可知,若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓,則MOSFET導(dǎo)通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通;若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V,則MOS截止,切斷PNP晶體管基極電流的供給,使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件,在它的柵極—發(fā)射極間施加十幾V的直流電壓,只有在uA級(jí)的漏電流流過(guò),基本上不消耗功率。1、IGBT模塊的選擇IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關(guān)。其相互關(guān)系見(jiàn)下表。使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí),所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。同時(shí),開(kāi)關(guān)損耗增大,使原件發(fā)熱加劇,因此,選用IGBT模塊時(shí)額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流。特別是用作高頻開(kāi)關(guān)時(shí),由于開(kāi)關(guān)損耗增大,發(fā)熱加劇,選用時(shí)應(yīng)該降等使用。2、使用中的注意事項(xiàng)由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu),IGBT的柵極通過(guò)一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離。由于此氧化膜很薄,其擊穿電壓一般達(dá)到20~30V。因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是IGBT失效的常見(jiàn)原因之一。因此使用中要注意以下幾點(diǎn):在使用模塊時(shí)。IGBT(絕緣柵雙極型晶體管),是由 BJT和 MOS組成的復(fù)合全控型-電壓驅(qū)動(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件。
當(dāng)散熱風(fēng)扇損壞中散熱片散熱不良時(shí)將導(dǎo)致IGBT模塊發(fā)熱,而發(fā)生故障。因此對(duì)散熱風(fēng)扇應(yīng)定期進(jìn)行檢查,一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應(yīng)器,當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)將報(bào)警或停止IGBT模塊工作。三、IGBT驅(qū)動(dòng)電路IGBT驅(qū)動(dòng)電路的作用主要是將單片機(jī)脈沖輸出的功率進(jìn)行放大,以達(dá)到驅(qū)動(dòng)IGBT功率器件的目的。在保證IGBT器件可靠、穩(wěn)定、安全工作的前提,驅(qū)動(dòng)電路起到至關(guān)重要的作用。IGBT的等效電路及符合如圖1所示,IGBT由柵極正負(fù)電壓來(lái)控制。當(dāng)加上正柵極電壓時(shí),管子導(dǎo)通;當(dāng)加上負(fù)柵極電壓時(shí),管子關(guān)斷。IGBT具有和雙極型電力晶體管類(lèi)似的伏安特性,隨著控制電壓UGE的增加,特性曲線上移。開(kāi)關(guān)電源中的IGBT通過(guò)UGE電平的變化,使其在飽和與截止兩種狀態(tài)交替工作。(1)提供適當(dāng)?shù)恼聪螂妷?使IGBT能可靠地開(kāi)通和關(guān)斷。當(dāng)正偏壓增大時(shí)IGBT通態(tài)壓降和開(kāi)通損耗均下降,但若UGE過(guò)大,則負(fù)載短路時(shí)其IC隨UGE增大而增大,對(duì)其安全不利,使用中選UGEν15V為好。負(fù)偏電壓可防止由于關(guān)斷時(shí)浪涌電流過(guò)大而使IGBT誤導(dǎo)通,一般選UGE=-5V為宜。(2)IGBT的開(kāi)關(guān)時(shí)間應(yīng)綜合考慮。快速開(kāi)通和關(guān)斷有利于提高工作頻率,減小開(kāi)關(guān)損耗。但在大電感負(fù)載下,IGBT的開(kāi)頻率不宜過(guò)大。從輸電端來(lái)看,特高壓直流輸電中FACTS柔性輸電技術(shù)需要大量使用IGBT等功率器件。福建定制富士IGBT代理商
用在電壓幾十到幾百伏量級(jí)、電流幾十到幾百安量級(jí)的強(qiáng)電上的。而且IGBT不用機(jī)械按鈕,它是由計(jì)算機(jī)控制的。海南哪里有富士IGBT值得推薦
IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,開(kāi)關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。立即購(gòu)買(mǎi)文章:1317個(gè)瀏覽:187698次分享:電動(dòng)車(chē)用大功率IGBT模塊測(cè)試解決方案碳化硅功率模塊及電控的設(shè)計(jì)、測(cè)試與系統(tǒng)評(píng)估臺(tái)積電獲準(zhǔn)繼續(xù)向華為供貨英飛凌在進(jìn)博會(huì)上宣布新在華投資計(jì)劃ITECH半導(dǎo)體測(cè)試方案解析,從容應(yīng)對(duì)全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)風(fēng)起云涌!跑贏大市,揭秘華潤(rùn)微2020年半年報(bào)凈利潤(rùn)大漲背后的玄機(jī)IGBT–電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)功率半導(dǎo)體井噴:IGBT模塊主流廠商與產(chǎn)品基于IGBT器件的三相逆變器驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與分析苦難與輝煌集成電路國(guó)產(chǎn)化之路(下)(SWOT分析法)苦難與輝煌集成電路國(guó)產(chǎn)化之路。 海南哪里有富士IGBT值得推薦
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