IGBT模塊上有一個(gè)“續(xù)流二極管”。它有什么作用呢？答：當(dāng)PWM波輸出的時(shí)候，它是維持電機(jī)內(nèi)的電流不斷用的。我在說(shuō)明變頻器逆變?cè)淼臅r(shí)候，用的一個(gè)電阻做負(fù)載。電阻做負(fù)載，它上面的電流隨著電壓有通斷而通斷，上圖所示的原理沒(méi)有問(wèn)題。但變頻器實(shí)際是要驅(qū)動(dòng)電機(jī)的，接在電機(jī)的定子上面，定子是一組線圈繞成的，就是“電感”。電感有一個(gè)特點(diǎn)：它的內(nèi)部的電流不能進(jìn)行突變。所以當(dāng)采用PWM波輸出電壓波形時(shí)，加在電機(jī)上的電壓就是“斷斷續(xù)續(xù)”的，這樣電機(jī)內(nèi)的電流就會(huì)“斷斷續(xù)續(xù)”的，這就給電機(jī)帶來(lái)嚴(yán)重的后果：由于電感斷流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)加在IGBT上面，對(duì)IGBT會(huì)有損害。解決的辦法：在IGBT的CE極上并聯(lián)“續(xù)流二極管”。有了這個(gè)續(xù)流二極管，電機(jī)的電流就是連續(xù)的。具體怎么工作的呢？如下圖，負(fù)載上換成了一個(gè)電感L。當(dāng)1/4開通時(shí)，電感上會(huì)有電流流過(guò)。然后PWM波控制1/4關(guān)斷，這樣上圖中標(biāo)箭頭的這個(gè)電路中就沒(méi)有電流流過(guò)。由于電感L接在電路中，電感的特性，電流不能突然中斷，所以電感中此時(shí)還有電流流過(guò)，同時(shí)因?yàn)殡娐飞想娏髦袛嗔?，?dǎo)致它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)將通過(guò)3的續(xù)流二極管加到正極上，由于正極前面有濾波電容。IGBT模塊采用預(yù)涂熱界面材料（TIM），能讓電力電子應(yīng)用實(shí)現(xiàn)一致性的散熱性能。安徽Semikron西門康SKM100GB12T4IGBT模塊廠家直供
大部分時(shí)間是作為MOSFET來(lái)運(yùn)行的，只是在漏源電壓Uds下降過(guò)程后期，PNP晶體管由放大區(qū)至飽和，又增加了一段延遲時(shí)間。td(on)為開通延遲時(shí)間，tri為電流上升時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中常給出的漏極電流開通時(shí)間ton即為td(on)tri之和，漏源電壓的下降時(shí)間由tfe1和tfe2組成。IGBT的觸發(fā)和關(guān)斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負(fù)向電壓，柵極電壓可由不同的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生。當(dāng)選擇這些驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，必須基于以下的參數(shù)來(lái)進(jìn)行：器件關(guān)斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因?yàn)镮GBT柵極-發(fā)射極阻抗大，故可使用MOSFET驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行觸發(fā)，不過(guò)由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大，故IGBT的關(guān)斷偏壓應(yīng)該比許多MOSFET驅(qū)動(dòng)電路提供的偏壓更高。IGBT在關(guān)斷過(guò)程中，漏極電流的波形變?yōu)閮啥巍Ｒ驗(yàn)镸OSFET關(guān)斷后，PNP晶體管的存儲(chǔ)電荷難以迅速消除，造成漏極電流較長(zhǎng)的尾部時(shí)間，td(off)為關(guān)斷延遲時(shí)間，trv為電壓Uds(f)的上升時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中常常給出的漏極電流的下降時(shí)間Tf由圖中的t(f1)和t(f2)兩段組成，而漏極電流的關(guān)斷時(shí)間t(off)=td(off)+trv十t(f)式中：td(off)與trv之和又稱為存儲(chǔ)時(shí)間。IGBT的開關(guān)速度低于MOSFET，但明顯高于GTR。湖北Mitsubishi 三菱IGBT模塊型號(hào)齊全I(xiàn)GBT模塊可以借助壓接引腳進(jìn)行安裝，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)焊料無(wú)鉛的功率模塊安裝。
進(jìn)行逆變器設(shè)計(jì)時(shí)，IGBT模塊的開關(guān)損耗評(píng)估是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。而常見的損耗評(píng)估方法都是采用數(shù)據(jù)手冊(cè)中IGBT或者Diode的開關(guān)損耗的典型值，這種方法缺乏一定的準(zhǔn)確性。本文介紹了一種采用逆變器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)板和母排對(duì)IGBT模塊進(jìn)行損耗測(cè)試和評(píng)估的方法，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可得到更精確的損耗評(píng)估。一般數(shù)據(jù)手冊(cè)中，都會(huì)給出特定條件下，IGBT及Diode開關(guān)損耗的典型值。一般來(lái)講這個(gè)值在實(shí)際設(shè)計(jì)中并不能直接拿來(lái)用。在英飛凌模塊數(shù)據(jù)手冊(cè)中，我們可以看到，開關(guān)損耗典型值前面，有相當(dāng)多的限制條件，這些條件描述了典型值測(cè)試平臺(tái)。而實(shí)際設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是不可能和規(guī)格書測(cè)試平臺(tái)一模一樣的。兩者之間的差異，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：IGBT的開關(guān)損耗不依賴于驅(qū)動(dòng)電阻，也依賴于驅(qū)動(dòng)環(huán)路的電感，而實(shí)際用戶系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)環(huán)路電感常常不同于數(shù)據(jù)手冊(cè)的測(cè)試平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)環(huán)路電感。驅(qū)動(dòng)中加入柵極和發(fā)射極電容是很常見的改善EMC特性的設(shè)計(jì)方法，而使用該柵極電容會(huì)影響IGBT的開關(guān)過(guò)程中電流變化率dIc/dt和電壓變化率dVce/dt，從而影響IGBT的開關(guān)損耗實(shí)際系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電壓也常常不同于數(shù)據(jù)手冊(cè)中的測(cè)試驅(qū)動(dòng)電壓，在IGBT模塊的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，開關(guān)損耗通常在±15V的柵極電壓下測(cè)量。
同一代技術(shù)中通態(tài)損耗與開關(guān)損耗兩者相互矛盾,互為消長(zhǎng)。IGBT模塊按封裝工藝來(lái)看主要可分為焊接式與壓接式兩類。高壓IGBT模塊一般以標(biāo)準(zhǔn)焊接式封裝為主，中低壓IGBT模塊則出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如燒結(jié)取代焊接，壓力接觸取代引線鍵合的壓接式封裝工藝。隨著IGBT芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片的高工作結(jié)溫與功率密度不斷提高，IGBT模塊技術(shù)也要與之相適應(yīng)。未來(lái)IGBT模塊技術(shù)將圍繞芯片背面焊接固定與正面電極互連兩方面改進(jìn)。模塊技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：無(wú)焊接、無(wú)引線鍵合及無(wú)襯板/基板封裝技術(shù)；內(nèi)部集成溫度傳感器、電流傳感器及驅(qū)動(dòng)電路等功能元件，不斷提高IGBT模塊的功率密度、集成度及智能度。IGBT的主要應(yīng)用領(lǐng)域作為新型功率半導(dǎo)體器件的主流器件，IGBT已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、4C(通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車電子)、航空航天、等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以及軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。1）新能源汽車IGBT模塊在電動(dòng)汽車中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是電動(dòng)汽車及充電樁等設(shè)備的技術(shù)部件。IGBT模塊占電動(dòng)汽車成本將近10%，占充電樁成本約20%。IGBT主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域中以下幾個(gè)方面：A）電動(dòng)控制系統(tǒng)大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅(qū)動(dòng)汽車電機(jī)。.34mm封裝(俗稱“窄條”):由于底板的銅極板只有34mm寬。
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。控制信號(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。英飛凌IGBT模塊電氣性能較好且可靠性比較高，在設(shè)計(jì)靈活性上也絲毫不妥協(xié)。湖北Mitsubishi 三菱IGBT模塊型號(hào)齊全
Infineon也有大功率的3300V，4500V，6500V的IGBT可供選擇，一般用于機(jī)車牽引和電力系統(tǒng)中。安徽Semikron西門康SKM100GB12T4IGBT模塊廠家直供
3、任何指針式萬(wàn)用表皆可用于檢測(cè)IGBT注意判斷IGBT好壞時(shí)，一定要將萬(wàn)用表?yè)茉赗&TImes;10KΩ擋，因R&TImes;1KΩ擋以下各檔萬(wàn)用表內(nèi)部電池電壓太低，檢測(cè)好壞時(shí)不能使IGBT導(dǎo)通，而無(wú)法判斷IGBT的好壞。此方法同樣也可以用于檢測(cè)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）的好壞。逆變器IGBT模塊檢測(cè)：將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔，測(cè)試IGBT模塊c1e1、c2e2之間以及柵極G與e1、e2之間正反向二極管特性，來(lái)判斷IGBT模塊是否完好。以六相模塊為例。將負(fù)載側(cè)U、V、W相的導(dǎo)線拆除，使用二極管測(cè)試檔，紅表筆接P（集電極c1），黑表筆依次測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為比較大；將表筆反過(guò)來(lái)，黑表筆接P，紅表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為400左右。再將紅表筆接N（發(fā)射極e2），黑表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為400左右；黑表筆接P，紅表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為比較大。各相之間的正反向特性應(yīng)相同，若出現(xiàn)差別說(shuō)明IGBT模塊性能變差，應(yīng)予更換。IGBT模塊損壞時(shí)，只有擊穿短路情況出現(xiàn)。紅、黑兩表筆分別測(cè)柵極G與發(fā)射極E之間的正反向特性，萬(wàn)用表兩次所測(cè)的數(shù)值都為比較大，這時(shí)可判定IGBT模塊門極正常。如果有數(shù)值顯示，則門極性能變差，此模塊應(yīng)更換。安徽Semikron西門康SKM100GB12T4IGBT模塊廠家直供