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)。為了減少接觸熱阻,在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。楊浦區(qū)品牌IGBT模塊報價

IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓Ugs 為參變量時,漏極電流與柵極電壓之間的關系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs 的控制,Ugs 越高, Id 越大。它與GTR 的輸出特性相似.也可分為飽和區(qū)1 、放大區(qū)2 和擊穿特性3 部分。在截止狀態(tài)下的IGBT ,正向電壓由J2 結承擔,反向電壓由J1結承擔。如果無N+ 緩沖區(qū),則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平,加入N+緩沖區(qū)后,反向關斷電壓只能達到幾十伏水平,因此限制了IGBT 的某些應用范圍。IGBT 的轉移特性是指輸出漏極電流Id 與柵源電壓Ugs 之間的關系曲線。它與MOSFET 的轉移特性相同,當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th) 時,IGBT 處于關斷狀態(tài)。在IGBT 導通后的大部分漏極電流范圍內, Id 與Ugs呈線性關系。比較高柵源電壓受比較大漏極電流限制,其比較好值一般取為15V左右。上海銷售IGBT模塊品牌在安裝或更換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。

90年代中期,溝槽柵結構又返回到一種新概念的IGBT,它是采用從大規(guī)模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術實現(xiàn)的新刻蝕工藝,但仍然是穿通(PT)型芯片結構。[4]在這種溝槽結構中,實現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關斷時間之間折衷的更重要的改進。硅芯片的重直結構也得到了急劇的轉變,先是采用非穿通(NPT)結構,繼而變化成弱穿通(LPT)結構,這就使安全工作區(qū)(SOA)得到同表面柵結構演變類似的改善。這次從穿通(PT)型技術先進到非穿通(NPT)型技術,是**基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技術會有比較高的載流子注入系數(shù),而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進行控制致使其輸運效率變壞。
1947年12月,美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組,研制出一種點接觸型的鍺晶體管。晶體管的問世,是20世紀的一項重大發(fā)明,是微電子**的先聲。晶體管出現(xiàn)后,人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件,來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發(fā)明又為后來集成電路的誕生吹響了號角。20世紀**初的10年,通信系統(tǒng)已開始應用半導體材料。20世紀上半葉,在無線電愛好者中***流行的礦石收音機,就采用礦石這種半導體材料進行檢波。半導體的電學特性也在電話系統(tǒng)中得到了應用。晶體管的發(fā)明,**早可以追溯到1929年,當時工程師利蓮費爾德就已經(jīng)取得一種晶體管的**。但是,限于當時的技術水平,制造這種器件的材料達不到足夠的純度,而使這種晶體管無法制造出來。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。

IGBT的觸發(fā)和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產(chǎn)生。當選擇這些驅動電路時,必須基于以下的參數(shù)來進行:器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極- 發(fā)射極阻抗大,故可使用MOSFET驅動技術進行觸發(fā),不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET驅動電路提供的偏壓更高。IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關斷時不需要負柵壓來減少關斷時間,但關斷時間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當。IGBT導通時的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。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。青浦區(qū)品牌IGBT模塊銷售價格
平面低電感封裝技術是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB,用于艦艇上的導彈發(fā)射裝置。楊浦區(qū)品牌IGBT模塊報價
Cies : 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:門極電荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE · Cies · 4.5 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] · Cies · 4.5-- 適用于Cies 的測試條件為 VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT門極電荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE · Cies · 2.2 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] · Cies · 2.2-- 適用于Cies 的測試條件為 VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT當為各個應用選擇IGBT驅動器時,必須考慮下列細節(jié):楊浦區(qū)品牌IGBT模塊報價
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