絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)在***的電力電子領域中已經(jīng)得到廣泛的應用,在實際使用中除IGBT自身外,IGBT 驅動器的作用對整個換流系統(tǒng)來說同樣至關重要。驅動器的選擇及輸出功率的計算決定了換流系統(tǒng)的可靠性。驅動器功率不足或選擇錯誤可能會直接導致 IGBT 和驅動器損壞。以下總結了一些關于IGBT驅動器輸出性能的計算方法以供選型時參考。圖2IGBT 的開關特性主要取決于IGBT的門極電荷及內(nèi)部和外部的電阻。圖1是IGBT 門極電容分布示意圖,其中CGE 是柵極-發(fā)射極電容、CCE 是集電極-發(fā)射極電容、CGC 是柵極-集電極電容或稱米勒電容(Miller Capacitor)。將萬用表撥在R×10KΩ擋,用黑表筆接IGBT 的漏極(D),紅表筆接IGBT 的源極(S),此時萬用表的指針指在無窮處。蘇州好的IGBT模塊現(xiàn)價
冊中所給出的輸入電容Cies值近似地估算出門極電荷:如果IGBT數(shù)據(jù)表給出的Cies的條件為VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,那么可以近似的認為Cin=4.5Cies,門極電荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 4.5 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 4.5Cies : IGBT的輸入電容(Cies 可從IGBT 手冊中找到)如果IGBT數(shù)據(jù)表給出的Cies的條件為VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,那么可以近似的認為Cin=2.2Cies,門極電荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 2.2 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 2.2Cies : IGBT的輸入電容(Cies 可從IGBT 手冊中找到)如果IGBT數(shù)據(jù)手冊中已經(jīng)給出了正象限的門極電荷曲線,那么只用Cies 近似計算負象限的門極電荷會更接近實際值:江蘇本地IGBT模塊廠家現(xiàn)貨通常采用雙絞線來傳送驅動信號,以減少寄生電感。
IGBT的應用范圍一般都在耐壓600V以上、電流10A以上、頻率為1kHz以上的區(qū)域。多使用在工業(yè)用電機、民用小容量電機、變換器(逆變器)、照相機的頻閃觀測器、感應加熱(InductionHeating)電飯鍋等領域。根據(jù)封裝的不同,IGBT大致分為兩種類型,一種是模壓樹脂密封的三端單體封裝型,從TO-3P到小型表面貼裝都已形成系列。另一種是把IGBT與FWD (FleeWheelDiode)成對地(2或6組)封裝起來的模塊型,主要應用在工業(yè)上。模塊的類型根據(jù)用途的不同,分為多種形狀及封裝方式,都已形成系列化。
表1 IGBT門極驅動條件與器件特性的關系由于IGBT的開關特性和安全工作區(qū)隨著柵極驅動電路的變化而變化,因而驅動電路性能的好壞將直接影響IGBT能否正常工作。為使IGBT能可靠工作。IGBT對其驅動電路提出了以下要求。1)向IGBT提供適當?shù)恼驏艍?。并且在IGBT導通后。柵極驅動電路提供給IGBT的驅動電壓和電流要有足夠的幅度,使IGBT的功率輸出級總處于飽和狀態(tài)。瞬時過載時,柵極驅動電路提供的驅動功率要足以保證IGBT不退出飽和區(qū)。IGBT導通后的管壓降與所加柵源電壓有關,在漏源電流一定的情況下,VGE越高,VDS值就越低,器件的導通損耗就越小,這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。但是, VGE并非越高越好,一般不允許超過20 V,原因是一旦發(fā)生過流或短路,柵壓越高,則電流幅值越高,IGBT損壞的可能性就越大。通常,綜合考慮取+15 V為宜。MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。
導通IGBT硅片的結構與功率MOSFET 的結構十分相似,主要差異是IGBT增加了P+ 基片和一個N+ 緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術沒有增加這個部分),其中一個MOSFET驅動兩個雙極器件。基片的應用在管體的P+和N+ 區(qū)之間創(chuàng)建了一個J1結。當正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時,一個N溝道形成,同時出現(xiàn)一個電子流,并完全按照功率MOSFET的方式產(chǎn)生一股電流。如果這個電子流產(chǎn)生的電壓在0.7V范圍內(nèi),那么,J1將處于正向偏壓,一些空穴注入N-區(qū)內(nèi),并調整陰陽極之間的電阻率,這種方式降低了功率導通的總損耗,并啟動了第二個電荷流。***的結果是,在半導體層次內(nèi)臨時出現(xiàn)兩種不同的電流拓撲:一個電子流(MOSFET 電流);空穴電流(雙極)。 [4]uGE大于開啟電壓UGE(th)時,MOSFET內(nèi)形成溝道,為晶體管提供基極電流,IGBT導通。 [2]IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅動功率小而飽和壓降低。江蘇本地IGBT模塊廠家現(xiàn)貨
常溫的規(guī)定為5~35℃ ,常濕的規(guī)定在45~75%左右。蘇州好的IGBT模塊現(xiàn)價
目前只能通過IGBT高壓串聯(lián)等技術來實現(xiàn)高壓應用。國外的一些廠家如瑞士ABB公司采用軟穿通原則研制出了8KV的IGBT器件,德國的EUPEC生產(chǎn)的6500V/600A高壓大功率IGBT器件已經(jīng)獲得實際應用,日本東芝也已涉足該領域。與此同時,各大半導體生產(chǎn)廠商不斷開發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術,主要采用1um以下制作工藝,研制開發(fā)取得一些新進展。 N溝型的 IGBT工作是通過柵極-發(fā)射極間加閥值電壓VTH以上的(正)電壓,在柵極電極正下方的p層上形成反型層(溝道),開始從發(fā)射極電極下的n-層注入電子。蘇州好的IGBT模塊現(xiàn)價
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