即檢測(cè)輸入端或直流端的總電流,當(dāng)此電流超過設(shè)定值后比較器翻轉(zhuǎn),***所有IGBT輸入驅(qū)動(dòng)脈沖,使輸出電流降為零。這種過載過流保護(hù),一旦動(dòng)作后,要通過復(fù)位才能恢復(fù)正常工作。IGBT能夠承受很短時(shí)間的短路電流,能夠承受短路電流的時(shí)間與該IGBT的飽和導(dǎo)通壓降有關(guān),隨著飽和導(dǎo)通壓降的增加而延長(zhǎng)。如飽和壓降小于2V的IGBT允許的短路時(shí)間小于5μS,而飽和壓降為3V的IGBT的允許短路時(shí)間可達(dá)15μS,4~5V時(shí)可達(dá)到30μS以上。存在以上的關(guān)系是由于隨著飽和導(dǎo)通壓降的降低,IGBT的阻抗也降低,短路電流同時(shí)增大,短路時(shí)的功耗隨著電流的平方增大,造成承受短路時(shí)間迅速減小。通常采取的保護(hù)措施有軟關(guān)斷和降柵壓兩種。軟關(guān)斷是指在過流和短路時(shí),直接關(guān)斷IGBT。但是,軟關(guān)斷抗干擾能力差,一旦檢測(cè)到過流信號(hào)就關(guān)斷,很容易發(fā)生誤動(dòng)作。為增加保護(hù)電路的抗干擾能力,可在故障信號(hào)和保護(hù)動(dòng)作之間加一延時(shí),不過故障電流會(huì)在這個(gè)延時(shí)時(shí)間內(nèi)急劇上升,**增加了故障損耗,同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致器件的di/dt過大。所以往往是保護(hù)電路啟動(dòng)了,器件依然損壞了。降柵壓旨在檢測(cè)到器件過流時(shí),馬上降低柵壓,但器件仍維持導(dǎo)通。降柵壓后,設(shè)有固定延時(shí),故障電流在這一段時(shí)間內(nèi)被限制在一個(gè)較小的值。外加正向電壓較小時(shí),二極管呈現(xiàn)的電阻較大,正向電流幾乎為零。吉林模塊代理價(jià)錢
1.2正向特性1)外加正向電壓較小時(shí),二極管呈現(xiàn)的電阻較大,正向電流幾乎為零,曲線OA段稱為不導(dǎo)通區(qū)或死區(qū)。一般硅管的死區(qū)電壓約為0.5伏,鍺的死區(qū)電壓約為0.2伏,該電壓值又稱門坎電壓或閾值電壓。2)當(dāng)外加正向電壓超過死區(qū)電壓時(shí),PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)幾乎被抵消,二極管呈現(xiàn)的電阻很小,正向電流開始增加,進(jìn)入正向?qū)▍^(qū),但此時(shí)電壓與電流不成比例如AB段。隨外加電壓的增加正向電流迅速增加,如BC段特性曲線陡直,伏安關(guān)系近似線性,處于充分導(dǎo)通狀態(tài)。3)二極管導(dǎo)通后兩端的正向電壓稱為正向壓降(或管壓降),且?guī)缀鹾愣?。硅管的管壓降約為0.7V,鍺管的管壓降約為0.3V。河南模塊檢測(cè)并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼,構(gòu)成了晶體二極管,如下圖所示。
RC吸收電路因電容C的充電電流在電阻R上產(chǎn)生壓降,還會(huì)造成過沖電壓,.RCD電路因用二極管旁路了電阻上的充電電流,從而克服了過沖電壓。放電阻止型緩沖電路中吸收電容C的放電電壓為電源電壓,每次關(guān)斷前C*將上次關(guān)斷電壓的過沖部分能量回饋到電源,減小了吸收電路的功耗。因電容電壓在IGBT關(guān)斷時(shí)從電源電壓開始上升,它的過電壓吸收能力不如RCD型充放電型。從吸收過電壓的能力來說,放電阻止型效果稍差,但能量消耗較小。對(duì)緩沖吸收電路的要求是:⑴盡量減小主電路的布線電感L;⑵吸收電容應(yīng)采用低感或無感吸收電容,它的引線應(yīng)盡量短,**好直接接在IGBT的端子上;⑶吸收二極管應(yīng)采用快開通和快軟恢復(fù)二極管,以免產(chǎn)生開通過電壓,和反向恢復(fù)引起較大的振蕩過電壓。,得出了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)事項(xiàng):⑴IGBT由于集電極-柵極的寄生電容的密勒效應(yīng)的影響,能引起意外的電壓尖峰損害,所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)讓柵極的阻抗足夠低,以盡量消除其負(fù)面影響;⑵柵極串聯(lián)電阻和驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)阻抗對(duì)IGBT的開通過程及驅(qū)動(dòng)脈沖的波形都有很大的影響,所以設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮;⑶應(yīng)采用慢降柵壓技術(shù)來控制故障電流的下降速率,從而抑制器件的du/dt和Uge的峰值,達(dá)到短路保護(hù)的目的。
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(jí))和PNP晶體管(輸出級(jí))復(fù)合而成的一種器件,既有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開關(guān)速度快的特點(diǎn)(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(diǎn)(功率級(jí)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)。基于這些優(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。該器件還適用于通用線電壓整流器應(yīng)用,如電源和標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)。
在西門康IGBT得到大力發(fā)展之前,功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET被用于需要快速開關(guān)的中低壓場(chǎng)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(dòng)電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn);但是,在200V或更高電壓的場(chǎng)合,MOSFET的導(dǎo)通電阻隨著擊穿電壓的增加會(huì)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?,雖然可以得到高耐壓、大容量的元件,但是它要求的驅(qū)動(dòng)電流大,控制電路非常復(fù)雜,而且交換速度不夠快。二極管由管芯、管殼和兩個(gè)電極構(gòu)成。管芯是一個(gè)PN結(jié)。節(jié)能模塊廠家供應(yīng)
電流等級(jí)從6 A到3600 A不等。IGBT模塊的適用功率小至幾百瓦,高至數(shù)兆瓦。吉林模塊代理價(jià)錢
Le是射極回路漏電感,用電感L1與二極管VD并聯(lián)作為負(fù)載。圖2IGBT開通波形IGBT開通波形見圖2b。T0時(shí)刻,IGBT處于關(guān)斷狀態(tài),柵極驅(qū)動(dòng)電壓開始上升,Uge的上升斜率上要由Rg和Cgc決定,上升較快。到t1時(shí)刻。Uge達(dá)到柵極門檻值(約4~5V),集電極電流開始上升。導(dǎo)致Uge波形偏離原有軌跡的因素主要有兩個(gè):一是發(fā)射極電路中分布電感Le的負(fù)反饋?zhàn)饔?;二是柵極-集電極電容Cgc的密勒效應(yīng)。t2時(shí)刻,Ic達(dá)到比較大值,集射極電壓Uce下降,同時(shí)Cgc放電,驅(qū)動(dòng)電路電流增大,使得Rg和R上分壓加大,也造成Uge下降。直到t3時(shí)刻,Uce降為0,Ic達(dá)到穩(wěn)態(tài)值,Uge才以較快的上升率達(dá)到比較大值。IGBT關(guān)斷波形如圖2c所示。T0時(shí)刻?hào)艠O驅(qū)動(dòng)電壓開始下降,到t1時(shí)刻達(dá)到剛能維持Ic的水下,lGBT進(jìn)入線性工作區(qū),Uce開始上升,對(duì)Cgc、Cge充電,由于對(duì)兩個(gè)寄生電容的耦合充電作用,使得在t1~t2期間,Uge基本不變。在t3時(shí)刻,Uce上升結(jié)束,Uge和Ic以柵極-發(fā)射極間固有阻抗下降為0。通過以上分析可知,對(duì)IGBT開通關(guān)斷過程影響較大的因素是驅(qū)動(dòng)電路的阻杭、Le和Cge。因此在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)候,應(yīng)選擇Cgc較小的IGBT,并通過合理布線、選擇合理電阻等方法改善開通與關(guān)斷的過程。,四路驅(qū)動(dòng)電路完全相同。吉林模塊代理價(jià)錢
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