進(jìn)而控制Uge的下降速度;當(dāng)電容電壓上升至VZ2的擊穿電壓時,VZ2擊PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建江蘇宏微科技有限公司設(shè)計天地與應(yīng)用指南穿,Uge被鉗位在一個固定的值上,慢降柵壓過程結(jié)束。同時驅(qū)動電路通過光耦輸出故障信號。如果在延時過程中,故障信號消失了,則a點電壓降低,VT1恢復(fù)截止,C1通過R2放電,d點電位升高,VT2也恢復(fù)截止,Uge上升,電路恢復(fù)正常工作狀態(tài)。,尤其是在短路故障的情況下,如不采取軟關(guān)斷措施,它的臨界電流下降率將達(dá)到kA/μS。極高的電壓下降率將會在主電路的分布電感上感應(yīng)出很高的過電壓,導(dǎo)致IGBT關(guān)斷時電流電壓的運(yùn)行軌跡超出安全工作區(qū)而損壞。所以從關(guān)斷的角度考慮,希望主電路的電感和電流下降率越小越好。但是對IGBT的開通來說,集電極電路的電感有利抑制反向二極管的反向恢復(fù)電流和電容器充放電造成的峰值電流,能減小開通損耗,承受較高的開通電流上升率。一般情況下,IGBT開關(guān)電路的集電極不需要串聯(lián)電感,其開通損耗可以通過改善柵極驅(qū)動條件加以控制。,通常都要給IGBT主電路設(shè)計關(guān)斷吸收緩沖電路。IGBT的關(guān)斷緩沖吸收電路可分為充放電型和放電阻止型。充放電型有RC吸收和RCD吸收兩種。IGBT模塊采用預(yù)涂熱界面材料(TIM),能讓電力電子應(yīng)用實現(xiàn)一致性的散熱性能。山東進(jìn)口模塊品牌
因此在驅(qū)動電路的輸出端給柵極加電壓保護(hù),并聯(lián)電阻Rge以及反向串聯(lián)限幅穩(wěn)壓管,如圖4所示。圖4柵極保護(hù)電路柵極串聯(lián)電阻Rg對IGBT開通過程影響較大。Rg小有利于加快關(guān)斷速度,減小關(guān)斷損耗,但過小會造成di/dt過大,產(chǎn)生較大的集電極電壓尖峰。根據(jù)本設(shè)計的具體要求,Rg選取Ω。柵極連線的寄生電感和柵極與射極間的寄生電容耦合,會產(chǎn)生振蕩電壓,所以柵極引線應(yīng)采用雙絞線傳送驅(qū)動信號,并盡可能短,比較好不超過m,以減小連線電感。四路驅(qū)動電路光耦與PWM兩路輸出信號的接線如圖5所示。圖5四路驅(qū)動電路光耦與PWM的兩路輸出信號的接線實驗波形如圖6所示。圖6a是柵極驅(qū)動四路輸出波形。同時測四路驅(qū)動波形時,要在未接通主電路條件下檢測。因為使用多蹤示波器檢測時,只允許一只探頭的接地端接參考電位,防止發(fā)生短路燒壞示波器。只有檢測相互間電路隔離的電路信號時,才可以同時使用接地端選擇公共參考電位。圖6b是IGBT上集-射極電壓Uce波形。由于全橋式逆變電路中IGBT相互間的電路信號是非隔離的,不能用普通探頭進(jìn)行多蹤示波,該電壓波形是用高壓隔離探頭測得,示波器讀數(shù)為實際數(shù)值的1/50。由波形可知,lGBT工作正常。在橋式逆變電路中影響Uce波形的。福建模塊市價二極管被擊穿后電流過大將使管子損壞,因此除穩(wěn)壓管外,二極管的反向電壓不能超過擊穿電壓。
西門康IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)結(jié)構(gòu)和工作原理絕緣柵雙極型晶體管是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(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。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。西門康IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅(qū)動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、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。在西門康IGBT得到大力發(fā)展之前,功率場效應(yīng)管MOSFET被用于需要快速開關(guān)的中低壓場合,晶閘管、GTO被用于中高壓領(lǐng)域。MOSFET雖然有開關(guān)速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動電路簡單的優(yōu)點;但是,在200V或更高電壓的場合,MOSFET的導(dǎo)通電阻隨著擊穿電壓的增加會迅速增加,使得其功耗大幅增加,存在著不能得到高耐壓、大容量元件等缺陷。雙極晶體管具有優(yōu)異的低正向?qū)▔航堤匦裕m然可以得到高耐壓、大容量的元件,但是它要求的驅(qū)動電流大,控制電路非常復(fù)雜,而且交換速度不夠快。
則降低了故障時器件的損耗,延長了器件抗短路的時間,而且能夠降低器件關(guān)斷時的di/dt,對器件的保護(hù)十分有利。若延時后故障信號依然存在,則關(guān)斷器件,若故障信號消失,則驅(qū)動電路恢復(fù)到正常工作狀態(tài),因而**增強(qiáng)了抗*擾的能力。上述降柵壓的方法只考慮了柵壓與短路電流大小的關(guān)系,而在實際應(yīng)用中,降柵壓的速度也是一個重要因素,它直接決定了故障電流下降的di/dt。慢降柵壓技術(shù)就是通過限制降柵壓的速度來控制故障電流的下降速度,從而抑制器件的di/dt和Uce的峰值。圖3給出了慢降柵壓的具體電路圖。圖3正常工作時,因故障檢測二極管VD1的導(dǎo)通,將a點的電壓鉗位在穩(wěn)壓二極管ZV1的擊穿電壓之下,晶體管VT1始終保持截止?fàn)顟B(tài)。V1通過驅(qū)動電阻Rg正常開通和關(guān)斷。電容C2為硬開關(guān)應(yīng)用場合提供一很小的延時,使V1開通時Uce有一定的時間從高電壓降到通態(tài)壓降,而不使保護(hù)電路動作。當(dāng)電路發(fā)生過流和短路故障時,V1上的Uce上升,a點電壓隨之上升,到一定值時,VZ1擊穿,VT1開通,b點電壓下降,電容C1通過電阻R1充電,電容電壓從零開始上升,當(dāng)電容電壓上升至約,晶體管VT2開通,柵極電壓Uge隨著電容電壓的上升而下降,通過調(diào)節(jié)C1的數(shù)值,可控制電容的充電速度。P區(qū)的引出的電極稱為正極或陽極,N區(qū)的引出的電極稱為負(fù)極或陰極。
西門康IGBT正是作為順應(yīng)這種要求而開發(fā)的,它是由MOSFET(輸入級)和PNP晶體管(輸出級)復(fù)合而成的一種器件,既有MOSFET器件驅(qū)動功率小和開關(guān)速度快的特點(控制和響應(yīng)),又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(功率級較為耐用),頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間,可正常工作于幾十KHz頻率范圍內(nèi)?;谶@些優(yōu)異的特性,西門康IGBT一直***使用在超過300V電壓的應(yīng)用中,模塊化的西門康IGBT可以滿足更高的電流傳導(dǎo)要求,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷提高,今后將有更大的發(fā)展。用于定性描述這兩者關(guān)系的曲線稱為伏安特性曲線。吉林模塊
覆蓋10 kW-10 GW的寬廣功率范圍,樹立了行業(yè)應(yīng)用**。分立式硅或碳化硅(SiC)肖特基二極管的應(yīng)用范圍。山東進(jìn)口模塊品牌
根據(jù)數(shù)據(jù)表中標(biāo)示的IGBT的寄生電容,可以分析dV/dt引起的寄生導(dǎo)通現(xiàn)象。可能的寄生導(dǎo)通現(xiàn)象,是由集電極-柵極和柵極-發(fā)射極之間的固有容性分壓器引起的(請參見圖9)??紤]到集電極-發(fā)射極上的較高瞬態(tài)電壓,這個固有的容性分壓器比受限于寄生電感的外接?xùn)艠O驅(qū)動電路快得多。因此,即使柵極驅(qū)動器關(guān)斷了IGBT,即,在零柵極-發(fā)射極電壓狀態(tài)下,瞬態(tài)集電極-發(fā)射極電壓也會引起與驅(qū)動電壓不相等的柵極-發(fā)射極電壓。忽略柵極驅(qū)動電路的影響,可以利用以下等式,計算出柵極-發(fā)射極電壓:因此,商數(shù)Cres/Cies應(yīng)當(dāng)盡可能低,以避免dV/dt引起寄生導(dǎo)通現(xiàn)象(商數(shù)約為35,請參見圖12)。此外,輸入電容應(yīng)當(dāng)盡可能低,以避免柵極驅(qū)動損耗。圖12IGBT的寄生電容(摘自數(shù)據(jù)表)數(shù)據(jù)表中給出的寄生電容是在恒定的25V集電極-發(fā)射極電壓條件下的值(請參見圖12)。柵極-發(fā)射極電容約為該恒定集電極-發(fā)射極電壓條件下的值(等式(9))。反向傳遞電容嚴(yán)重依賴于集電極-發(fā)射極電壓,可以利用等式(10)估算得到(請參見圖13):圖13利用等式(9)和(10)計算得到的不同集電極-發(fā)射極電壓條件下的輸入和反向傳遞電容近似值所以,防止dV/dt引起的寄生導(dǎo)通現(xiàn)象的穩(wěn)定性。山東進(jìn)口模塊品牌
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