IGBT由栅极(G)、发射(E)和集电极(C)三极控制。如图1,IGBT开关的功能是通过增加正向栅极电压形成通道PNP晶体管提供基极电流IGBT导通。相反,增加反向门极电压消除沟道,切断基极电源IGBT关断。从图2可以看出,若在IGBT驱动正电压加在栅极和发射极之间,MOSFET导通,这样PNP如果晶体管的集电极与基极之间存在低阻状态,晶体管就会导致;IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供应使晶体管截止。
图1 IGBT 结构图
图2 IGBT电气符(左)与等效的电路图(右)
如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低IGBT工作不稳定,如果过高甚至超过栅极-发射极之间的耐压性,IGBT可能永久损坏。同样,如果IGBT如果集电极和发射极之间的电压超过允许值,则流过IGBT电流会超限,导致IGBT此时,结温超过允许值IGBT也可能永久损坏。
IGBT这种晶体设计是一种功率晶体管UPS可有效提升产品效能,使电源品质好、效率高、热损耗少、噪音低、体积小与产品寿命长等多种优点。
IGBT主要用于变频器逆变器和其他逆变器电路。将直流电压逆变为频率可调的交流电。它有阴极、阳极和控制极。关闭时,其阻抗非常大,基本上是断路。连接时电阻很小。阴极和阳极之间的连接和关闭可以通过连接或断开控制极来控制。
1.安全工作区
在安全方面,主要是指电的特性,除了传统的变压电流外,还有RBSOA(反向偏置安全工作区)和短路保护。这是开关时的波形,是开关时的定义。我们在设计过程中需要结温。例如,长期工作必须确保温度在安全结温范围内。这一保证的前提是提供与该模块相关的应用参数。这个参数结合后,结合选择IGBT计算产品功耗和结温的芯片,以及包装和电流,是否满足安全结温的需要。
2、热限制
热限制是我们的脉冲工作,时间相对较短,它可能不是一个长期的工作点,可能会突然增加,这次涉及另一个指标,动态热阻,我们称之为热阻抗。这种波动会直接影响IGBT可靠性是寿命问题。你可以看到50赫兹波动很小,寿命很长。
3、封装要求
包装要求主要体现在外部包装材料上。事实上,在结构上,它也与包装有关,因为在设计过程中会出现布局和结构问题,不同的设计差异很大。
4.可靠性要求
可靠性问题,刚才说到温度波动,最担心的是温度波动,会影响绑定线和硅片之间的焊接,很长一段时间,两种材料之间的热阻力系数不同,所以在温度波动中,如果过程不好,会出现裂缝甚至断裂,从而影响保护压降,进一步导致ICBT失效。二是热循环,主要体现在硅片和硅片上DCB材料之间的差异。如果失效,它将被分层,材料和材料之间的特性将变成这种情况,这是显而易见的。
1、IGBT选择额定电压
三相380V经过整流和滤波后,直流母线电压的最大值:在开关工作条件下,IGBT根据IGBT选择1200规格的电压等级V电压等级的IGBT。
2、IGBT选择额定电流
以30kW以变频器为例,负载电流约为79A,当负载电气启动或加速时,电流过载通常需要1分钟才能承受1分钟.过流的5倍,最大负载电流约为119A ,建议选择150A电流等级的IGBT。
3、IGBT选择开关参数
变频器的开关频率一般小于10kHZ,在实际工作过程中,IGBT建议选择低通态型IGBT。
1)栅电压
IGBT工作时,必须有正格栅电压常用的格栅驱动电压值为15~187,最高为20V, 棚电压和栅极电阻Rg在设计中有很大的关系IGBT驱动电路时, 参考IGBT Datasheet中的额定Rg设计合适的驱动参数,确保合理的正格栅电压。因为IGBT工作状态与正棚电有很大关系,正栅电压越高,开启损耗越小,正压降越小。
2)Miller效应
为了降低Miller效果的影响,在IGBT改进措施用于开启和关闭栅驱动电路Rg,ON和Rg,off,确保IGBT有效的开关;(2)在栅源间加电容c,对Miller能量排放产生的电压;(3)关闭时加负栅压。在实际设计中,采用三者的合理组合进行改进Mille r效果更好。
(1)操作时佩戴防静电手镯;
(2)尽量不要用手触摸驱动端子。当必须触摸模块端子时,在触摸之前,用大电阻将人体或衣服上的静电接地放电;
(3)IGBT模块驱动端子上的黑色海绵是一种防静电材料,用户取下防静电材料,立即插入导线;
(4)焊接时,设备容易产生静电。为防止静电,请先将设备接地良好。
1、一般保存IGBT模块应保持常温和湿度,不应偏离过大。常温规定为5℃~35℃,常湿规定为45%~75%。在冬季特别干燥的地区,需要加湿器加湿。
2.尽量远离腐蚀性气体或灰尘较多的场合。
3.在温度急剧变化的地方IGBT因此,模块表面可能有结露水IGBT模块应放置在温度变化较小的地方。
4、IGBT未投入生产时,模块不得暴露,以防止端子氧化。