原標(biāo)題：干貨|大功率IGBT模塊及驅(qū)動(dòng)技術(shù)電力電子技術(shù)在當(dāng)今急需節(jié)能降耗的工業(yè)領(lǐng)域里起到了不可替代的作用;而igbt在諸如變頻器、大功率開(kāi)關(guān)電源等電力電子技術(shù)的能量變換與管理應(yīng)用中，越來(lái)越成為各種主回路的優(yōu)先功率開(kāi)關(guān)器件，因此如何安全可靠地驅(qū)動(dòng)igbt工作，也成為越來(lái)越多的設(shè)計(jì)工程師面臨需要解決的課題。在使用igbt構(gòu)成的各種主回路之中，大功率igbt驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路起到弱電控制強(qiáng)電的終端界面(接口)作用。因其重要性，所以可以將該電路看成是一個(gè)相對(duì)**的“子系統(tǒng)”來(lái)研究、開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)。大功率igbt驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路一直伴隨igbt技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，現(xiàn)在市場(chǎng)上流行著很多種類(lèi)非常成熟的大功率igbt驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路**產(chǎn)品，成為大多數(shù)設(shè)計(jì)工程師的優(yōu)先;也有許多的工程師根據(jù)其電路的特殊要求，自行研制出各種**的大功率igbt驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。本文對(duì)這些大功率igbt驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路進(jìn)行分類(lèi)，并對(duì)該電路需要達(dá)到的一些功能進(jìn)行闡述，***展望此電路的發(fā)展。此外本文所述大功率igbt驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路是指應(yīng)用于直流母線(xiàn)電壓在650v～1000v范圍、輸出電流的交流有效值在100a～600a范圍的場(chǎng)合。來(lái)源：電力電子技術(shù)與新能源，智享汽車(chē)圈返回搜狐。大功率二極管和晶閘管旨在顯著提高眾多應(yīng)用的效率，覆蓋10 kW-10 GW的寬廣功率范圍。安徽進(jìn)口模塊進(jìn)貨價(jià)
IGBT的Uge幅值也影響著飽和導(dǎo)通壓降：Uge增加，飽和導(dǎo)通壓降將減小。由于飽和導(dǎo)通壓降是IGBT發(fā)熱的主要原因之一，因此必須盡量減小。通常Uge為15至18V，若過(guò)高，容易造成柵極擊穿。一般取15V，IGBT關(guān)斷時(shí)給其柵極發(fā)射極加一負(fù)偏壓有利于提高IGBT的抗干擾的能力，通常取5到10V。、下降速率對(duì)IGBT的開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程有著較大的影響。在高頻應(yīng)用場(chǎng)合，驅(qū)動(dòng)電壓的上升、下降速率應(yīng)盡量快一些，以提高IGBT的開(kāi)關(guān)速度，降低損耗。減小柵極串聯(lián)電阻，可以提高IGBT的開(kāi)關(guān)速度，降低開(kāi)關(guān)損耗，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的頻率范圍，選擇合適的柵極驅(qū)動(dòng)電阻，也可以選擇開(kāi)通和關(guān)斷不同的柵極串聯(lián)電阻值。在正常情況下IGBT的開(kāi)通速度越快，損耗越小。但在開(kāi)通過(guò)程中如有續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流和吸收電容的放電電流，則開(kāi)通的越快，IGBT承受的峰值電流越大，越容易導(dǎo)致IGBT損壞。因此應(yīng)該降低柵極驅(qū)動(dòng)電壓的上升速率,既增加?xùn)艠O串聯(lián)電阻的阻值，抑制該電流的峰值。其代價(jià)是較大的開(kāi)通損耗。利用此技術(shù)，開(kāi)通過(guò)程的電流峰值可以控制在任意值。由以上分析可知，柵極串聯(lián)電阻和驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)阻抗對(duì)IGBT開(kāi)通過(guò)程影響較大，而對(duì)關(guān)斷過(guò)程影響小一些，串聯(lián)電阻小有利于加快關(guān)斷速度，減小關(guān)斷損耗。安徽進(jìn)口模塊進(jìn)貨價(jià)當(dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，反向電流急劇加大，進(jìn)入反向擊穿區(qū)，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓。
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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)始上升，它的過(guò)電壓吸收能力不如RCD型充放電型。從吸收過(guò)電壓的能力來(lái)說(shuō)，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(xiàn)電感L；⑵吸收電容應(yīng)采用低感或無(wú)感吸收電容，它的引線(xiàn)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(kāi)通和快軟恢復(fù)二極管，以免產(chǎn)生開(kāi)通過(guò)電壓，和反向恢復(fù)引起較大的振蕩過(guò)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(kāi)通過(guò)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(lái)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。
雙向可控硅應(yīng)用現(xiàn)在可控硅應(yīng)用市場(chǎng)很多，可控硅應(yīng)用在自動(dòng)控制領(lǐng)域，機(jī)電領(lǐng)域，工業(yè)電器及家電等方面都有可控硅的身影。許先生告訴記者，他目前的幾個(gè)大單中還有用于卷發(fā)產(chǎn)品的單，可見(jiàn)可控硅在人們的生活中都有應(yīng)用。更重要的是，可控硅應(yīng)用相當(dāng)穩(wěn)定，比方說(shuō)用于家電產(chǎn)品中的電子開(kāi)關(guān)，可以說(shuō)是鮮少變化的。無(wú)論其他的元件怎么變化，可控硅的變化是不大的，這相對(duì)來(lái)說(shuō)，等于擴(kuò)大的可控硅的應(yīng)用市場(chǎng)，減少了投資的風(fēng)險(xiǎn)?？煽毓璧膬?yōu)點(diǎn)很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬(wàn)倍；反應(yīng)極快，在微秒級(jí)內(nèi)開(kāi)通、關(guān)斷；無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行，無(wú)火花、無(wú)噪音；效率高，成本低等等。所有器件均具備很強(qiáng)的抗浪涌電流能力。開(kāi)關(guān)性能經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可以按串聯(lián)器件的數(shù)量輕松調(diào)整軟起動(dòng)器。
igbt模塊IGBT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(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)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(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。IGBT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(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。圖1所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)，N+區(qū)稱(chēng)為源區(qū)，附于其上的電極稱(chēng)為源極。N+區(qū)稱(chēng)為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱(chēng)為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)（包括P+和P一區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱(chēng)為亞溝道區(qū)（Subchannelregion）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱(chēng)為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector），它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱(chēng)為漏極。IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電流，使IGBT導(dǎo)通。反之。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)，在PN結(jié)的兩端各引出一個(gè)引線(xiàn)，并用塑料。江蘇智能模塊批發(fā)價(jià)
市場(chǎng)**的62 mm、Easy和Econo系列、IHM / IHV B系列、PrimePACK和XHP系列功率模塊都采用了***的IGBT技術(shù)。安徽進(jìn)口模塊進(jìn)貨價(jià)
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(jí)的漏電流流過(guò)，基本上不消耗功率。2IGBT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(guān)。其相互關(guān)系見(jiàn)下表。使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí)，所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。同時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗增大，使原件發(fā)熱加劇，因此，選用IGBT模塊時(shí)額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流。特別是用作高頻開(kāi)關(guān)時(shí)，由于開(kāi)關(guān)損耗增大，發(fā)熱加劇，選用時(shí)應(yīng)該降等使用。3使用中的注意事項(xiàng)由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu)，IGBT的柵極通過(guò)一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離。由于此氧化膜很薄，其擊穿電壓一般達(dá)到20～30V。因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是IGBT失效的常見(jiàn)原因之一。因此使用中要注意以下幾點(diǎn)：在使用模塊時(shí)，盡量不要用手觸摸驅(qū)動(dòng)端子部分，當(dāng)必須要觸摸模塊端子時(shí)，要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進(jìn)行放電后，再觸摸；在用導(dǎo)電材料連接模塊驅(qū)動(dòng)端子時(shí)，在配線(xiàn)未接好之前請(qǐng)先不要接上模塊；盡量在底板良好接地的情況下操作。在應(yīng)用中有時(shí)雖然保證了柵極驅(qū)動(dòng)電壓沒(méi)有超過(guò)柵極比較大額定電壓，但柵極連線(xiàn)的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合，也會(huì)產(chǎn)生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此，通常采用雙絞線(xiàn)來(lái)傳送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。安徽進(jìn)口模塊進(jìn)貨價(jià)
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