在現代電力電子技術中得到了越來越的應用,在較高頻率的大、率應用中占據了主導地位。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)射極之間加上驅動正電壓,則MOSFET導通,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級的漏電流流過,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。其相互關系見下表。使用中當IGBT模塊集電極電流增大時,所產生的額定損耗亦變大。同時,開關損耗增大,使原件發(fā)熱加劇,因此,選用IGBT模塊時額定電流應大于負載電流。特別是用作高頻開關時,由于開關損耗增大,發(fā)熱加劇,選用時應該降等使用。2、使用中的注意事項由于IGBT模塊為MOSFET結構,IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實現電隔離。由于此氧化膜很薄,其擊穿電壓一般達到20~30V。因此因靜電而導致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。因此使用中要注意以下幾點:在使用模塊時。第1代和第二代采用老命名方式,一般為BSM**GB**DLC或者BSM**GB**DN2。河南FUJI富士IGBT模塊快速發(fā)貨
尾流)的降低,完全取決于關斷時電荷的密度,而密度又與幾種因素有關,如摻雜質的數量和拓撲,層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形,集電極電流引起以下問題:功耗升高;交叉導通問題,特別是在使用續(xù)流二極管的設備上,問題更加明顯。鑒于尾流與少子的重組有關,尾流的電流值應與芯片的溫度、IC和VCE密切相關的空穴移動性有密切的關系。因此,根據所達到的溫度,降低這種作用在終端設備設計上的電流的不理想效應是可行的。阻斷與閂鎖當集電極被施加一個反向電壓時,J1就會受到反向偏壓控制,耗盡層則會向N-區(qū)擴展。因過多地降低這個層面的厚度,將無法取得一個有效的阻斷能力,所以,這個機制十分重要。另一方面,如果過大地增加這個區(qū)域尺寸,就會連續(xù)地提高壓降。第二點清楚地說明了NPT器件的壓降比等效(IC和速度相同)PT器件的壓降高的原因。當柵極和發(fā)射極短接并在集電極端子施加一個正電壓時,P/NJ3結受反向電壓控制,此時,仍然是由N漂移區(qū)中的耗盡層承受外部施加的電壓。IGBT在集電極與發(fā)射極之間有一個寄生PNPN晶閘管(如圖1所示)。在特殊條件下,這種寄生器件會導通。這種現象會使集電極與發(fā)射極之間的電流量增加。天津M超高速IGBT模塊品質優(yōu)異拓撲圖與型號的關系:型號開頭兩個字母或數字決定。
TC=℃)------通態(tài)平均電流VTM=V-----------通態(tài)峰值電壓VDRM=V-------------斷態(tài)正向重復峰值電壓IDRM=mA-------------斷態(tài)重復峰值電流VRRM=V-------------反向重復峰值電壓IRRM=mA------------反向重復峰值電流IGT=mA------------門極觸發(fā)電流VGT=V------------門極觸發(fā)電壓執(zhí)行標準:QB-02-091.晶閘管關斷過電壓(換流過電壓、空穴積蓄效應過電壓)及保護晶閘管從導通到阻斷,線路電感(主要是變壓器漏感LB)釋放能量產生過電壓。由于晶閘管在導通期間,載流子充滿元件內部,在關斷過程中,管子在反向作用下,正向電流下降到零時,元件內部殘存著載流子。這些載流子在反向電壓作用下瞬時出現較大的反向電流,使殘存的載流子迅速消失,這時反向電流減小即diG/dt極大,產生的感應電勢很大,這個電勢與電源串聯,反向加在已恢復阻斷的元件上,可導致晶閘管反向擊穿。這就是關斷過電壓(換相過電壓)。數值可達工作電壓的5~6倍。保護措施:在晶閘管兩端并接阻容吸收電路。2.交流側過電壓及其保護由于交流側電路在接通或斷開時出現暫態(tài)過程,會產生操作過電壓。高壓合閘的瞬間,由于初次級之間存在分布電容,初級高壓經電容耦合到次級,出現瞬時過電壓。
很難裝入PEARSON探頭,更多的采用Rogowski-coil。需要注意的是Rogowski-coil的延時會比較大,而且當電流變化率超過3600A/μs時,Rogowski-coil會有比較明顯的誤差。關于測試探頭和延時匹配也可同儀器廠家確認。圖3-1IGBT關斷過程DUT:FF600R12ME4;CH2(綠色)-VGE,CH3(藍色)-ce,CH4(紅色)-Ic圖3-2IGBT開通過程首先固定電壓和溫度,在不同的電流下測試IGBT的開關損耗,可以得出損耗隨電流變化的曲線,并且對曲線進行擬合,可以得到損耗的表達式。該系統(tǒng)的直流母線電壓小為540V,高為700V。而系統(tǒng)的IGBT的結溫的設計在125℃和150℃之間。分別在540V和700V母線電壓,及125℃和150℃結溫下重復上述測試,可以得到一系列曲線,如圖4所示。圖4:在不同的電流輸入條件下,以電壓和溫度為給定條件的IGBT的開關損耗曲線依據圖4給出的損耗測試曲線,可以依據線性等效的方法得到IGBT的開通損耗和關斷損耗在電流,電壓,結溫下的推導公式。同理也可以得到Diode在給定系統(tǒng)的電壓,電流,結溫設計范圍內的反向恢復損耗的推導公式:圖5:在不同的電流輸入條件下。Infineon也有大功率的3300V,4500V,6500V的IGBT可供選擇,一般用于機車牽引和電力系統(tǒng)中。
盡量不要用手觸摸驅動端子部分,當必須要觸摸模塊端子時,要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后,再觸摸;在用導電材料連接模塊驅動端子時,在配線未接好之前請先不要接上模塊;盡量在底板良好接地的情況下操作。在應用中有時雖然保證了柵極驅動電壓沒有超過柵極比較大額定電壓,但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合,也會產生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此,通常采用雙絞線來傳送驅動信號,以減少寄生電感。在柵極連線中串聯小電阻也可以抑制振蕩電壓。此外,在柵極—發(fā)射極間開路時,若在集電極與發(fā)射極間加上電壓,則隨著集電極電位的變化,由于集電極有漏電流流過,柵極電位升高,集電極則有電流流過。這時,如果集電極與發(fā)射極間存在高電壓,則有可能使IGBT發(fā)熱及至損壞。在使用IGBT的場合,當柵極回路不正?;驏艠O回路損壞時(柵極處于開路狀態(tài)),若在主回路上加上電壓,則IGBT就會損壞,為防止此類故障,應在柵極與發(fā)射極之間串接一只10KΩ左右的電阻。在安裝或更換IGBT模塊時,應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度。為了減少接觸熱阻,比較好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風扇。開關頻率比較大的IGBT型號是S4,可以使用到30KHz的開關頻率。天津M超高速IGBT模塊品質優(yōu)異
IGBT模塊采用預涂熱界面材料(TIM),能讓電力電子應用實現一致性的散熱性能。河南FUJI富士IGBT模塊快速發(fā)貨
晶閘管等元件通過整流來實現。除此之外整流器件還有很多,如:可關斷晶閘管GTO,逆導晶閘管,雙向晶閘管,整流模塊,功率模塊IGBT,SIT,MOSFET等等,這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅,通常人們都叫可控硅。是一種功率半導體器件,由于它效率高,控制特性好,壽命長,體積小等優(yōu)點,自上個世紀六十長代以來,獲得了迅猛發(fā)展,并已形成了一門的學科?!熬чl管交流技術”。晶閘管發(fā)展到,在工藝上已經非常成熟,品質更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發(fā)展。目前國內晶閘管大額定電流可達5000A,國外更大。我國的韶山電力機車上裝載的都是我國自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應用:一、可控整流如同二極管整流一樣,可以把交流整流為直流,并且在交流電壓不變的情況下,方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流,實現交流——可變直流二、交流調壓與調功利用晶閘管的開關特性代替老式的接觸調壓器、感應調壓器和飽和電抗器調壓。為了消除晶閘管交流調壓產生的高次諧波,出現了一種過零觸發(fā),實現負載交流功率的無級調節(jié)即晶閘管調功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電:將三相高壓交流整流為高壓直流,由高壓直流遠距離輸送以減少損耗。河南FUJI富士IGBT模塊快速發(fā)貨