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(dòng)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(duì)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(shí),,也具有低的通態(tài)電壓,。IGBT驅(qū)動(dòng)電路是驅(qū)動(dòng)IGBT模塊以能讓其正常工作,并同時(shí)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)的電路,。一般散熱片底部安裝有散熱風(fēng)扇,,當(dāng)散熱風(fēng)扇損壞中散熱片散熱不良時(shí)將導(dǎo)致IGBT模塊發(fā)熱,而發(fā)生故障,。吳江區(qū)加工IGBT模塊聯(lián)系方式
IGBT是強(qiáng)電流,、高壓應(yīng)用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然進(jìn)化。MOSFET由于實(shí)現(xiàn)一個(gè)較高的擊穿電壓BVDSS需要一個(gè)源漏通道,,而這個(gè)通道卻具有很高的電阻率,,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)數(shù)值高的特征,IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些主要缺點(diǎn),。雖然***一代功率MOSFET器件大幅度改進(jìn)了RDS(on)特性,,但是在高電平時(shí),功率導(dǎo)通損耗仍然要比IGBT 高出很多,。IGBT較低的壓降,,轉(zhuǎn)換成一個(gè)低VCE(sat)的能力,以及IGBT的結(jié)構(gòu),,與同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雙極器件相比,,可支持更高電流密度,并簡(jiǎn)化 IGBT驅(qū)動(dòng)器的原理圖,。 [1]相城區(qū)質(zhì)量IGBT模塊量大從優(yōu)其性能更好,,整機(jī)的可靠性更高及體積更小。
絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)在***的電力電子領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,,在實(shí)際使用中除IGBT自身外,,IGBT 驅(qū)動(dòng)器的作用對(duì)整個(gè)換流系統(tǒng)來說同樣至關(guān)重要。驅(qū)動(dòng)器的選擇及輸出功率的計(jì)算決定了換流系統(tǒng)的可靠性,。驅(qū)動(dòng)器功率不足或選擇錯(cuò)誤可能會(huì)直接導(dǎo)致 IGBT 和驅(qū)動(dòng)器損壞,。以下總結(jié)了一些關(guān)于IGBT驅(qū)動(dòng)器輸出性能的計(jì)算方法以供選型時(shí)參考。圖2IGBT 的開關(guān)特性主要取決于IGBT的門極電荷及內(nèi)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),。
大電流高電壓的IGBT已模塊化,它的驅(qū)動(dòng)電路除上面介紹的由分立元件構(gòu)成之外,,已制造出集成化的IGBT**驅(qū)動(dòng)電路,。其性能更好,,整機(jī)的可靠性更高及體積更小。選擇IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關(guān),。其相互關(guān)系見下表,。使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí),所產(chǎn)生的額定損耗亦變大,。同時(shí),,開關(guān)損耗增大,使原件發(fā)熱加劇,,因此,,選用IGBT模塊時(shí)額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流。特別是用作高頻開關(guān)時(shí),,由于開關(guān)損耗增大,,發(fā)熱加劇,選用時(shí)應(yīng)該降等使用,。IGBT 的靜態(tài)特性主要有伏安特性,、轉(zhuǎn)移特性和開關(guān)特性。
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IGBT增加了P+ 基片和一個(gè)N+ 緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術(shù)沒有增加這個(gè)部分),,其中一個(gè)MOSFET驅(qū)動(dòng)兩個(gè)雙極器件?;膽?yīng)用在管體的P+和N+ 區(qū)之間創(chuàng)建了一個(gè)J1結(jié),。當(dāng)正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時(shí),一個(gè)N溝道形成,,同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)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(gè)電子流產(chǎn)生的電壓在0.7V范圍內(nèi),,那么,,J1將處于正向偏壓,一些空穴注入N-區(qū)內(nèi),,并調(diào)整陰陽極之間的電阻率,,這種方式降低了功率導(dǎo)通的總損耗,并啟動(dòng)了第二個(gè)電荷流,。***的結(jié)果是,,在半導(dǎo)體層次內(nèi)臨時(shí)出現(xiàn)兩種不同的電流拓?fù)洌阂粋€(gè)電子流(MOSFET 電流);空穴電流(雙極),。 [4]uGE大于開啟電壓UGE(th)時(shí),,MOSFET內(nèi)形成溝道,為晶體管提供基極電流,,IGBT導(dǎo)通,。 [2]在那個(gè)時(shí)候,,硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的NPT(非穿通)型設(shè)計(jì)。相城區(qū)質(zhì)量IGBT模塊量大從優(yōu)
使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí),,所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。吳江區(qū)加工IGBT模塊聯(lián)系方式
表1 IGBT門極驅(qū)動(dòng)條件與器件特性的關(guān)系由于IGBT的開關(guān)特性和安全工作區(qū)隨著柵極驅(qū)動(dòng)電路的變化而變化,,因而驅(qū)動(dòng)電路性能的好壞將直接影響IGBT能否正常工作,。為使IGBT能可靠工作。IGBT對(duì)其驅(qū)動(dòng)電路提出了以下要求,。1)向IGBT提供適當(dāng)?shù)恼驏艍?。并且在IGBT導(dǎo)通后。柵極驅(qū)動(dòng)電路提供給IGBT的驅(qū)動(dòng)電壓和電流要有足夠的幅度,,使IGBT的功率輸出級(jí)總處于飽和狀態(tài),。瞬時(shí)過載時(shí),柵極驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)功率要足以保證IGBT不退出飽和區(qū),。IGBT導(dǎo)通后的管壓降與所加?xùn)旁措妷河嘘P(guān),,在漏源電流一定的情況下,VGE越高,,VDS值就越低,,器件的導(dǎo)通損耗就越小,這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力,。但是,, VGE并非越高越好,一般不允許超過20 V,,原因是一旦發(fā)生過流或短路,,柵壓越高,則電流幅值越高,,IGBT損壞的可能性就越大,。通常,綜合考慮取+15 V為宜,。吳江區(qū)加工IGBT模塊聯(lián)系方式
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