IGBT模塊旁的續(xù)流二極管續(xù)流二極管二極管通常是指反向并聯(lián)在IGBT模塊兩端的一個二極管,它的作用是在電路中電壓或電流出現(xiàn)突變時,對電路中其它元件起保護(hù)作用。如在變頻驅(qū)動電動機(jī)運(yùn)行時,與IGBT并聯(lián)的快恢復(fù)二極管使IGBT在關(guān)斷時電動機(jī)定子繞組中的儲存的能量能提供一個繼續(xù)流通的路徑,避免激起高壓損壞IGBT。二極管除繼續(xù)流通正向電流外,更重要的反向恢復(fù)特性,因?yàn)樗苯雨P(guān)系到逆變橋上下臂IGBT換流時的動態(tài)特性。對于感性負(fù)載而言,由于感生電壓的存在,在IGBT的S或D極結(jié)點(diǎn)上,總會有流入和流出的電流存在。那個二極管就負(fù)責(zé)流出電流通路的。從IGBT的結(jié)構(gòu)原理可知,它只能單向?qū)?。另一個方向就要借助和它并聯(lián)的二極管實(shí)現(xiàn)。電感線圈可以經(jīng)過它給負(fù)載提供持續(xù)的電流,以免負(fù)載電流突變,起到平滑電流的作用!在IGBT開關(guān)電源中,就能見到一個由二極管和電阻串連起來構(gòu)成的的續(xù)流電路。這個電路與變壓器原邊并聯(lián)當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時,續(xù)流電路可以釋放掉變壓器線圈中儲存的能量,防止感應(yīng)電壓過高,擊穿開關(guān)管。電路連接圖IGBT模塊并聯(lián)二極管的使用事項(xiàng)一般選擇快速恢復(fù)二極管或者肖特基二極管。 4單元的全橋IGBT拓?fù)?以F4開頭。這個目前已經(jīng)停產(chǎn),大家不要選擇。北京代理英飛凌infineonIGBT模塊銷售
當(dāng)散熱風(fēng)扇損壞中散熱片散熱不良時將導(dǎo)致IGBT模塊發(fā)熱,而發(fā)生故障。因此對散熱風(fēng)扇應(yīng)定期進(jìn)行檢查,一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應(yīng)器,當(dāng)溫度過高時將報警或停止IGBT模塊工作。三、IGBT驅(qū)動電路IGBT驅(qū)動電路的作用主要是將單片機(jī)脈沖輸出的功率進(jìn)行放大,以達(dá)到驅(qū)動IGBT功率器件的目的。在保證IGBT器件可靠、穩(wěn)定、安全工作的前提,驅(qū)動電路起到至關(guān)重要的作用。IGBT的等效電路及符合如圖1所示,IGBT由柵極正負(fù)電壓來控制。當(dāng)加上正柵極電壓時,管子導(dǎo)通;當(dāng)加上負(fù)柵極電壓時,管子關(guān)斷。IGBT具有和雙極型電力晶體管類似的伏安特性,隨著控制電壓UGE的增加,特性曲線上移。開關(guān)電源中的IGBT通過UGE電平的變化,使其在飽和與截止兩種狀態(tài)交替工作。(1)提供適當(dāng)?shù)恼聪螂妷?使IGBT能可靠地開通和關(guān)斷。當(dāng)正偏壓增大時IGBT通態(tài)壓降和開通損耗均下降,但若UGE過大,則負(fù)載短路時其IC隨UGE增大而增大,對其安全不利,使用中選UGEν15V為好。負(fù)偏電壓可防止由于關(guān)斷時浪涌電流過大而使IGBT誤導(dǎo)通,一般選UGE=-5V為宜。(2)IGBT的開關(guān)時間應(yīng)綜合考慮??焖匍_通和關(guān)斷有利于提高工作頻率,減小開關(guān)損耗。但在大電感負(fù)載下,IGBT的開頻率不宜過大。 北京代理英飛凌infineonIGBT模塊銷售這個電壓為系統(tǒng)的直流母線工作電壓。
少數(shù)載流子)對N-區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小N-區(qū)的電阻RN,使高耐壓的IGBT也具有很小的通態(tài)壓降。當(dāng)柵射極間不加信號或加反向電壓時,MOSFET內(nèi)的溝道消失,PNP型晶體管的基極電流被切斷,IGBT即關(guān)斷。由此可知,IGBT的驅(qū)動原理與MOSFET基本相同。①當(dāng)UCE為負(fù)時:J3結(jié)處于反偏狀態(tài),器件呈反向阻斷狀態(tài)。②當(dāng)uCE為正時:UC<UTH,溝道不能形成,器件呈正向阻斷狀態(tài);UG>UTH,絕緣門極下形成N溝道,由于載流子的相互作用,在N-區(qū)產(chǎn)生電導(dǎo)調(diào)制,使器件正向?qū)ā?)導(dǎo)通IGBT硅片的結(jié)構(gòu)與功率MOSFET的結(jié)構(gòu)十分相似,主要差異是JGBT增加了P+基片和一個N+緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術(shù)沒有增加這個部分),其中一個MOSFET驅(qū)動兩個雙極器件(有兩個極性的器件)。基片的應(yīng)用在管體的P、和N+區(qū)之間創(chuàng)建了一個J,結(jié)。當(dāng)正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時,一個N溝道便形成,同時出現(xiàn)一個電子流,并完全按照功率MOSFET的方式產(chǎn)生一股電流。如果這個電子流產(chǎn)生的電壓在,則J1將處于正向偏壓,一些空穴注入N-區(qū)內(nèi),并調(diào)整N-與N+之間的電阻率,這種方式降低了功率導(dǎo)通的總損耗,并啟動了第二個電荷流。的結(jié)果是在半導(dǎo)體層次內(nèi)臨時出現(xiàn)兩種不同的電流拓?fù)洌阂粋€電子流(MOSFET電流)。
圖1所示為一個N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu),N+區(qū)稱為源區(qū),附于其上的電極稱為源極。N+區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū),附于其上的電極稱為柵極。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),稱為亞溝道區(qū)(Subchannelregion)。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?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)上的電極稱為漏極。IGBT的開關(guān)作用是通過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,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),對N一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態(tài)電壓。IGBT和可控硅區(qū)別IGBT與晶閘管1.整流元件(晶閘管)簡單地說:整流器是把單相或三相正弦交流電流通過整流元件變成平穩(wěn)的可調(diào)的單方向的直流電流。其實(shí)現(xiàn)條件主要是依靠整流管。 IGBT模塊標(biāo)稱電流與溫度的關(guān)系比較大。
PT)技術(shù)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(jìn)行控制致使其輸運(yùn)效率變壞。另一方面,非穿通(NPT)技術(shù)則是基于不對少子壽命進(jìn)行殺傷而有很好的輸運(yùn)效率,不過其載流子注入系數(shù)卻比較低。進(jìn)而言之,非穿通(NPT)技術(shù)又被軟穿通(LPT)技術(shù)所代替,它類似于某些人所謂的"軟穿通"(SPT)或"電場截止"(FS)型技術(shù),這使得"成本-性能"的綜合效果得到進(jìn)一步改善。1996年,CSTBT(載流子儲存的溝槽柵雙極晶體管)使第5代IGBT模塊得以實(shí)現(xiàn)[6],它采用了弱穿通(LPT)芯片結(jié)構(gòu),又采用了更先進(jìn)的寬元胞間距的設(shè)計。包括一種"反向阻斷型"(逆阻型)功能或一種"反向?qū)ㄐ?(逆導(dǎo)型)功能的IGBT器件的新概念正在進(jìn)行研究,以求得進(jìn)一步優(yōu)化。IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動,各種驅(qū)動保護(hù)電路,高性能IGBT芯片,新型封裝技術(shù),從復(fù)合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展,其產(chǎn)品水平為1200-1800A/1800-3300V,IPM除用于變頻調(diào)速外,600A/2000V的IPM已用于電力機(jī)車VVVF逆變器。平面低電感封裝技術(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB,用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝PEBB,降低電路接線電感。 使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時,所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。陜西進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊廠家電話
第三代IGBT開始,采用新的命名方式。命名的后綴為:T3,E3,P3。北京代理英飛凌infineonIGBT模塊銷售
不論漏極-源極電壓VDS之間加多大或什么極性的電壓,總有一個pn結(jié)處于反偏狀態(tài),漏、源極間沒有導(dǎo)電溝道,器件無法導(dǎo)通。但如果VGS正向足夠大,此時柵極G和襯底p之間的絕緣層中會產(chǎn)生一個電場,方向從柵極指向襯底,電子在該電場的作用下聚集在柵氧下表面,形成一個N型薄層(一般為幾個nm),連通左右兩個N+區(qū),形成導(dǎo)通溝道,如圖中黃域所示。當(dāng)VDS>0V時,N-MOSFET管導(dǎo)通,器件工作。了解完以PNP為例的BJT結(jié)構(gòu)和以N-MOSFET為例的MOSFET結(jié)構(gòu)之后,我們再來看IGBT的結(jié)構(gòu)圖↓IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號黃塊表示IGBT導(dǎo)通時形成的溝道。首先看黃色虛線部分,細(xì)看之下是不是有一絲熟悉之感?這部分結(jié)構(gòu)和工作原理實(shí)質(zhì)上和上述的N-MOSFET是一樣的。當(dāng)VGE>0V,VCE>0V時,IGBT表面同樣會形成溝道,電子從n區(qū)出發(fā)、流經(jīng)溝道區(qū)、注入n漂移區(qū),n漂移區(qū)就類似于N-MOSFET的漏極。藍(lán)色虛線部分同理于BJT結(jié)構(gòu),流入n漂移區(qū)的電子為PNP晶體管的n區(qū)持續(xù)提供電子,這就保證了PNP晶體管的基極電流。我們給它外加正向偏壓VCE,使PNP正向?qū)?,IGBT器件正常工作。這就是定義中為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件的原因。此外,圖中我還標(biāo)了一個紅色部分。北京代理英飛凌infineonIGBT模塊銷售