表1 IGBT門極驅動條件與器件特性的關系由于IGBT的開關特性和安全工作區(qū)隨著柵極驅動電路的變化而變化,因而驅動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對其驅動電路提出了以下要求。1)向IGBT提供適當的正向柵壓。并且在IGBT導通后。柵極驅動電路提供給IGBT的驅動電壓和電流要有足夠的幅度,使IGBT的功率輸出級總處于飽和狀態(tài)。瞬時過載時,柵極驅動電路提供的驅動功率要足以保證IGBT不退出飽和區(qū)。IGBT導通后的管壓降與所加柵源電壓有關,在漏源電流一定的情況下,VGE越高,VDS值就越低,器件的導通損耗就越小,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。在這種溝槽結構中,實現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關斷時間之間折衷的更重要的改進。蘇州加工IGBT模塊推薦廠家
IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關斷時不需要負柵壓來減少關斷時間,但關斷時間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當。IGBT導通時的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。正式商用的高壓大電流IGBT器件至今尚未出現(xiàn),其電壓和電流容量還很有限,遠遠不能滿足電力電子應用技術發(fā)展的需求,特別是在高壓領域的許多應用中,要求器件的電壓等級達到10KV以上。常熟新型IGBT模塊品牌幾年當中,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(guī)則從5微米先進到3微米。
IGBT的開關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 導通。反之,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(tài)電壓。IGBT驅動電路是驅動IGBT模塊以能讓其正常工作,并同時對其進行保護的電路。
2、轉移驅動器的功率損耗電容電感都是無功元件,如果沒有柵極電阻,驅動功率就將絕大部分消耗在驅動器內部的輸出管上,使其溫度上升很多。3、調節(jié)功率開關器件的通斷速度柵極電阻小,開關器件通斷快,開關損耗小;反之則慢,同時開關損耗大。但驅動速度過快將使開關器件的電壓和電流變化率**提高,從而產生較大的干擾,嚴重的將使整個裝置無法工作,因此必須統(tǒng)籌兼顧。二、柵極電阻的選取1、柵極電阻阻值的確定各種不同的考慮下,柵極電阻的選取會有很大的差異。初試可如下選?。篏TR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;
門極電荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE · Cies · 4.5 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] · Cies · 4.5-- 適用于Cies 的測試條件為 VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT門極電荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE · Cies · 2.2 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] · Cies · 2.2-- 適用于Cies 的測試條件為 VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT當為各個應用選擇IGBT驅動器時,必須考慮下列細節(jié):· 驅動器必須能夠提供所需的門極平均電流IoutAV 及門極驅動功率PG。驅動器的比較大平均輸出電流必須大于計算值。· 驅動器的輸出峰值電流IoutPEAK 必須大于等于計算得到的比較大峰值電流。在溫度發(fā)生急劇變化的場所IGBT模塊表面可能有結露水的現(xiàn)象,因此IGBT模塊應放在溫度變化較小的地方;常熟新型IGBT模塊品牌
如果集電極與發(fā)射極間存在高電壓,則有可能使IGBT發(fā)熱及至損壞。蘇州加工IGBT模塊推薦廠家
IGBT 的開關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 導通。反之,加反向門極電壓消除溝道,流過反向基極電流,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(tài)電壓。 [1] [4]靜態(tài)特性IGBT 的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉移特性和開關特性。蘇州加工IGBT模塊推薦廠家
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