江苏可控硅IGBT工作原理

时间:2021年04月27日 来源:

IGBT绝缘栅双极型功率管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为1500V的高压变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。由于IGBT等功率器件都存在一定的结电容,所以会造成器件导通关断的延迟现象。虽然我们尽量考虑去降低该影响(提高控制极驱动电压电流,设置结电容释放 回路等)。但是为了防止关断延迟效应造成上下桥臂直通,因为一个桥臂未完全关断,而另一桥臂又处于导通状态,直通炸模块后后果非常严重(比较好的结果是过 热)。组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。江苏可控硅IGBT工作原理

IGBT模块应用范围十分,不仅是电动汽车及充电桩等设备的技术部件,广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端,也已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。就新能源车来说,IGBT约占电机驱动系统成本的一半,占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。由于IGBT器件处在电力产品的位置,产品在恶劣运行环境与极端工况下,客户除了对器件的开关性能关注外,还对器件的安全工作区和长期可靠性要求极高。除了可靠性测试满足1000小时外,功率循环试验也是考核IGBT器件封装长期可靠性重要的测试项目,通过加速老化过程可提前暴露可能的薄弱点,也是能模拟器件在实际工作中的试验项目。天津IGBT引脚图如过流保护常用电流检也传感器,短路保护常通过检测IGBT饱和压降,配合驱动电路来实现。

IGBT绝缘栅双极型功率管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为1500V的高压变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

过流与短路保护是两个概念,它们既有联系也有区别。过流大多数是指某种原因引起的负载过载;短路是指桥臂直通,或主电压经过开关IGBT的无负载回路,它们的保护方法也有一定区别。如过流保护常用电流检也传感器,短路保护常通过检测IGBT饱和压降,配合驱动电路来实现。不同的功率有不同的方法来实现过流或短路保护。由于IGBT等功率器件都存在一定的结电容,所以会造成器件导通关断的延迟现象。虽然我们尽量考虑去降低该影响(提高控制极驱动电压电流,设置结电容释放 回路等)。过流大多数是指某种原因引起的负载过载。

回顾功率器件过去几十年的发展,1950-60年代双极型器件SCR,GTR,GTO,该时段的产品通态电阻很小;电流控制,控制电路复杂且功耗大;1970年代单极型器件VD-MOSFET。但随着终端应用的需求,需要一种新功率器件能同时满足:驱动电路简单,以降低成本与开关功耗、通态压降较低,以减小器件自身的功耗。1980年代初,试图把MOS与BJT技术集成起来的研究,导致了IGBT的发明。开关频率是指IGBT在一秒钟内开关次数。而在确定的母线电压和导通电流下,IGBT每次开关都会产生一定的损耗,开通损耗是Eon,关断损耗是Eoff,还有二极管反向恢复也有损耗Erec。IGBT的开关频率越高,开关次数就越多,损耗功率就也高,那乘以散热器的热阻后,IGBT的温升也越高,如果温度高到超出了IGBT的上限,那IGBT就失效了。



因为IGBT的工作状态与正向棚电压有很大关系,正向栅电压越高,开通损耗越小,正向压降也越小。IGBT模块2MBI150VA-060-50

频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率。江苏可控硅IGBT工作原理

IGBT模块对产品的可靠性和质量稳定性要求较高,生产工艺复杂,生产中一个看似简单的环节往往需要长时间摸索才能熟练掌握,如铝线键合,表面看只需把电路用铝线连接起来,但键合点的选择、键合的力度、时间及键合机的参数设置、键合过程中应用的夹具设计、员工操作方式等等都会影响到产品的质量和成品率。IGBT模块作为工业产品的器件,需要适应不同应用领域中各种恶劣的工作环境,因此对产品质量的要求较高。如电焊机行业,考虑到逆变电焊机。工作环境较为恶劣,使用负荷较重,在采购部件IGBT模块时会优先考虑模块的耐久性,因此芯片参数和模块制造工艺的可靠性是生产IGBT模块的。江苏可控硅IGBT工作原理

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