资讯详情

中小功率IGBT逆变器过电压保护电路的设计

1引言RU双极晶体管绝缘栅(Insulated Gate Bipolar Transistor ,LiIGBT)是目前应用最广泛的复合电力电子设备之一GTRUDCC UCER与MOSFET具有输入阻抗高、开关频率高、导压降低、电压高、电流高等优点。目前,逆变器和图1 IGBT[1]已成熟应用于关闭工作电路图变频器等设备。IGBT由于集电极电从导通状态进入关闭状态的临时过程,IGBT工作的高频特性,系统中固有的杂散电感从通态电流值下降到0,通常小于0.1μs,因此,及与IGBT反并联续流二极管反向恢复过程的存在会使线路产生更高的效果di/dt。线路电感L会产生更大的感应电感IGBT两端产生较大的过电压,没有额外的保护措施会导致击穿器动势,防止线路中电流的突变,并产生电势方向和直流电压方块的危险[2]。实际电路必须正确IGBT附加过电压保护电路,向顺向叠加,忽略线路中极小线路阻抗的压降影响,确保IGBT安全运行。主电路电流为10A~200A的中小此时IGBT两端的电压值为:在功率逆变器和变频设备中,综合考虑保护效果和功率损耗,U=U Ldi以及电路结构简单的工程要求,最常用的过电压保护电路CE DC(1)dt是C型与RC型过电压保护电路。式中:UCE为IGBT集-射极间电压;L线路总电感;2 IGBT产生原因Udi过电压的DC直流电压;dt为IGBT集电极电流变化率。2.关闭过电压分析2.二流二极管转向过电压分析IGBT工作电路图如图1所示。在逆变器和变频器中,IGBT会反并联一组二极管,保

负载电流在IGBT在通态向断态过渡的暂态过程中保持连续,生电感保证过电压的抑制。这种过压保护电路的优点是,当负载具有阻感特性时,为无功能反馈提供通路。在IGBT结构简单,安装方便,可最大限度地减少保护电路中的寄生从断态到通态的临时过程。反并联二极管由正偏置电感,以确保过压抑制的效果。同时,作为一个无功元件,它不会转换为反偏置状态。从图2可以看出,状态转换过程中功耗过大导致局部温度升高,进而影响IGBT性能,中二极管反向恢复电流较大,峰值为IRP。在tf在时间内,成本较低;缺点是会与杂散电感产生谐振,使过经历dIF/dt与图1中的di/dt具有一致的变化规律,可以完全消除线路电感L两端的长期衰减振荡,并在下一个开放状态到来时产生和UDC顺向串联电压;如果反并联二极管在反向恢复过程中仍有较大残留,集电极电流开启过程中会带来明显的反向电压过冲,过冲电压峰值为URP,这两个尖峰。在结构上,电容可以直接与单管一起吸收IGBT并联,但这个因素也造成了IGBT尖峰过电压影响两端的安全使用。在结构上,电容可以直接与单管一起吸收IGBT并联,但这个因素也造成了IGBT两端的峰值过电压会影响其安全使用。结构会导致关闭电压上升率过低的问题。需要结合输出等效I电感重新设置设备死区时间,防止上下桥臂直通[4]。U图3(b)所示电路为RC型过电压保护电路。该电路的优点是结构简单,安装方便;缺点是会产生较大的集-射极电压R峰,当IGBT当工作频率较高时,每个关闭暂态过程中I产生的过电压能量应由电阻释放,电阻功耗非常严重。RP必须仔细选择电阻值和电容值,U压抑功耗和过电RP在速度和效果之间找到折衷点,给电路参数设计和实际图2二极管正偏置的选择带来了极大的不便。因此,该电路仅适用于小功率低频设备。在结构上该电路也可直接与单管IGBT并联,但同3典型IGBT过电压保护电路的分类会导致关闭电压上升率过低的问题,需要

标签: igbt晶体管高频

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造 电子元器件IC百科大全!

锐单商城 - 一站式电子元器件采购平台