西門康IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)結構和工作原理絕緣柵雙極型晶體管是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。西門康IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域構成了晶體二極管,如下圖所示。P區的引出的電極稱為正極或陽極,N區的引出的電極稱為負極或陰極。安徽哪里有模塊報價表
全橋逆變電路IGBT模塊的實用驅動電路設計作者:海飛樂技術時間:2017-04-2116:311.前言全僑式逆變電路應用***,國內外許多廠家的焊機都采用此主電路結構。全橋式電路的優點是輸出功率較大,要求功率開關管耐壓較低,便于選管。在硬開關僑式電路中,IGBT在高壓下導通,在大電流下關斷,處于強迫開關過程,功率器件IGBT能否正常可靠使用起著至關重要的作用。驅動電路的作用就是將控制電路輸出的PWM信號進行功率放大,滿足驅動IGBT的要求。其性能直接關系到IGBT的開關速度和功耗、整機效率和可靠性。隨著開關工作頻率的提高,驅動電路的優化設計更為重要。2.硬開關全橋式電路工作過程分析全橋式逆變主電路由功率開關管IGBT和中頻變壓器等主要元器件組成,如圖1所示快速恢復二極管VD1~VD4與lGBT1~IGBT4反向并聯、承受負載產生的反向電流以保護IGBT。IGBT1和IGBT4為一組,IGBT2和IGBT3為一組,每組IGBT同時導通與關斷,當激勵脈沖信號輪流驅動IGBT1、IGBT4和IGBT2、IGBT3時,逆變主電路把直流高壓轉換為20kHz的交流電壓送到中頻變壓器,經降壓整流濾波輸出。圖1全橋式逆變電路全橋式逆變器的一大缺陷就是存在中頻變壓器偏磁問題,正常工作情況下。青海哪些是模塊如曲線OD段稱為反向截止區,此時電流稱為反向飽和電流。
1979年,MOS柵功率開關器件作為IGBT概念的先驅即已被介紹到世間。這種器件表現為一個類晶閘管的結構(P-N-P-N四層組成),其特點是通過強堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。80年代初期,用于功率MOSFET制造技術的DMOS(雙擴散形成的金屬-氧化物-半導體)工藝被采用到IGBT中來。[2]在那個時候,硅芯片的結構是一種較厚的NPT(非穿通)型設計。后來,通過采用PT(穿通)型結構的方法得到了在參數折衷方面的一個***改進,這是隨著硅片上外延的技術進步,以及采用對應給定阻斷電壓所設計的n+緩沖層而進展的[3]。幾年當中,這種在采用PT設計的外延片上制備的DMOS平面柵結構,其設計規則從5微米先進到3微米。90年代中期,溝槽柵結構又返回到一種新概念的IGBT,它是采用從大規模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術實現的新刻蝕工藝,但仍然是穿通(PT)型芯片結構。[4]在這種溝槽結構中,實現了在通態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(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。
西門康IGBT正是作為順應這種要求而開發的,它是由MOSFET(輸入級)和PNP晶體管(輸出級)復合而成的一種器件,既有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的特點(控制和響應),又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(功率級較為耐用),頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間,可正常工作于幾十KHz頻率范圍內。基于這些優異的特性,西門康IGBT一直***使用在超過300V電壓的應用中,模塊化的西門康IGBT可以滿足更高的電流傳導要求,其應用領域不斷提高,今后將有更大的發展。二極管由管芯、管殼和兩個電極構成。管芯是一個PN結,在PN結的兩端各引出一個引線,并用塑料。
加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和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一層進行電導調制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態電壓。1IGBT模塊簡介IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor(絕緣柵雙極型晶體管)的縮寫,IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復合而成的一種器件,其輸入極為MOSFET,輸出極為PNP晶體管,它融和了這兩種器件的優點,既具有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的優點,又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優點,其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間,可正常工作于幾十kHz頻率范圍內,在現代電力電子技術中得到了越來越***的應用,在較高頻率的大、**率應用中占據了主導地位。IGBT的等效電路如圖1所示。由圖1可知,若在IGBT的柵極和發射極之間加上驅動正電壓,則MOSFET導通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態而使得晶體管導通;若IGBT的柵極和發射極之間電壓為0V,則MOS截止,切斷PNP晶體管基極電流的供給,使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件。并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼,構成了晶體二極管,如下圖所示。浙江哪里有模塊品牌
二極管被擊穿后電流過大將使管子損壞,因此除穩壓管外,二極管的反向電壓不能超過擊穿電壓。安徽哪里有模塊報價表
即檢測輸入端或直流端的總電流,當此電流超過設定值后比較器翻轉,***所有IGBT輸入驅動脈沖,使輸出電流降為零。這種過載過流保護,一旦動作后,要通過復位才能恢復正常工作。IGBT能夠承受很短時間的短路電流,能夠承受短路電流的時間與該IGBT的飽和導通壓降有關,隨著飽和導通壓降的增加而延長。如飽和壓降小于2V的IGBT允許的短路時間小于5μS,而飽和壓降為3V的IGBT的允許短路時間可達15μS,4~5V時可達到30μS以上。存在以上的關系是由于隨著飽和導通壓降的降低,IGBT的阻抗也降低,短路電流同時增大,短路時的功耗隨著電流的平方增大,造成承受短路時間迅速減小。通常采取的保護措施有軟關斷和降柵壓兩種。軟關斷是指在過流和短路時,直接關斷IGBT。但是,軟關斷抗干擾能力差,一旦檢測到過流信號就關斷,很容易發生誤動作。為增加保護電路的抗干擾能力,可在故障信號和保護動作之間加一延時,不過故障電流會在這個延時時間內急劇上升,**增加了故障損耗,同時還會導致器件的di/dt過大。所以往往是保護電路啟動了,器件依然損壞了。降柵壓旨在檢測到器件過流時,馬上降低柵壓,但器件仍維持導通。降柵壓后,設有固定延時,故障電流在這一段時間內被限制在一個較小的值。安徽哪里有模塊報價表
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