富士IGBT智能模塊的應用電路設計富士的IGBT-IPM模塊有很多不同的系列每一系列的主電源電壓范圍各有不同,在設計時一定要考慮其應用的電壓范圍。600V系列主電源電壓和制動動作電壓都應該在400V以下,1200v系列則要在800V以下。開關時的大浪涌電壓為:600V系列應在500V以下,1200V系列應該在1000V以下。根據(jù)上述各值的范圍,使用時應使浪涌電壓限定在規(guī)定值以內,且應在靠近P、N端子處安裝緩沖器(如果一個整流電路上接有多個IGBT模塊,還需要在P、N主端子間加浪涌吸收器)。雖然在模塊內部已對外部的電壓噪聲采取了相應的措施,但是由于噪聲的種類和強度不同,加之也不可能完全避免誤動作或損壞等情況,因此需要對交流進線加濾波器,并采用絕緣方式接地,同時應在每相的輸入信號與地(GND)間并聯(lián)l000pF的吸收電容。(1)光電耦合器控制電路控制電路主要針對的是單片機控制系統(tǒng)的弱電控制部分,由于IPM模塊要直接和配電系統(tǒng)連接,因此,必須利用隔離器件將IPM模塊和控制部分的弱電電路隔離開來,以保護單片機控制系統(tǒng)。同時,IPM模塊的工作狀況在很大程度上取決于正確、有效、及時的控制信號。所以,設計一個優(yōu)良的光電耦合器控制電路也是IPlvl模塊正常工作的關鍵之一。。第三代IGBT能耐150度的極限高溫。山西SKM300GB12T4IGBT模塊庫存充足
一個空穴電流(雙極)。當UCE大于開啟電壓UCE(th),MOSFET內形成溝道,為晶體管提供基極電流,IGBT導通。2)導通壓降電導調制效應使電阻RN減小,通態(tài)壓降小。所謂通態(tài)壓降,是指IGBT進入導通狀態(tài)的管壓降UDS,這個電壓隨UCS上升而下降。3)關斷當在柵極施加一個負偏壓或柵壓低于門限值時,溝道被禁止,沒有空穴注入N-區(qū)內。在任何情況下,如果MOSFET的電流在開關階段迅速下降,集電極電流則逐漸降低,這是閡為換向開始后,在N層內還存在少數(shù)的載流子(少于)。這種殘余電流值(尾流)的降低,完全取決于關斷時電荷的密度,而密度又與幾種因素有關,如摻雜質的數(shù)量和拓撲,層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形。集電極電流將引起功耗升高、交叉導通問題,特別是在使用續(xù)流二極管的設備上,問題更加明顯。鑒于尾流與少子的重組有關,尾流的電流值應與芯片的Tc、IC:和uCE密切相關,并且與空穴移動性有密切的關系。因此,根據(jù)所達到的溫度,降低這種作用在終端設備設計上的電流的不理想效應是可行的。當柵極和發(fā)射極間施加反壓或不加信號時,MOSFET內的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,IGBT關斷。4)反向阻斷當集電極被施加一個反向電壓時,J。山西SKM300GB12T4IGBT模塊庫存充足這些IGBT是汽車級別的,屬于特種模塊,價格偏貴。
也可以用模塊中的2個半橋電路并聯(lián)構成電流規(guī)格大2倍的半橋模塊,即將分別將G1和G3、G2和G4、E1和E3、E2和E4、E1C2和E3短接。4.三相橋模塊,6in1模塊三相橋(3-Phasebridge模塊的內部等效電流如圖5所示。圖5三相橋模塊的內部等效電路三相橋模塊也稱為6in1模塊,用于直接構成三相橋電路,也可以將模塊中的3個半橋電路并聯(lián)構成電流規(guī)格大3倍的半橋模塊。三相橋常用的領域是變頻器和三相UPS、三相逆變器,不同的應用對IGBT的要求有所不同,故制造商習慣上會推出以實際應用為產品名稱的三相橋模塊,如3-Phaseinvertermodule(三相逆變器模塊)等。,CBI模塊,7in1模塊歐美廠商一般將包含圖6所示的7in1模塊稱為CBI模塊(Converter-Brake-InverterModule,整流-剎車-逆變)模塊,日系廠商則習慣稱其為PIM模塊。圖67in1模塊內部的等效電路制造商一般都會分別給出模塊中個功能單元的參數(shù),表1是IXYS的MUBW15-12T7模塊的主要技術規(guī)格。表1MUBW15-12T7的主要技術規(guī)格三相整流橋斷路器三相逆變器NTCVRRM=1600VVCES=1200VVCES=1200VR25=ΩIFAVM=38AIC25=30AIC25=30AB25/50=3375KIFSM=300AVCE(sat)=(sat)=其中,斷路器和三相逆變器給出的都是IGBT管芯的技術規(guī)格。
可控硅可控硅簡稱SCR,是一種大功率電器元件,也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長等優(yōu)點。在自動控制系統(tǒng)中,可作為大功率驅動器件,實現(xiàn)用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統(tǒng)、調功系統(tǒng)及隨動系統(tǒng)中得到了的應用??煽毓璺謫蜗蚩煽毓韬碗p向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅,簡稱TRIAC。雙向可控硅在結構上相當于兩個單向可控硅反向連接,這種可控硅具有雙向導通功能。其通斷狀態(tài)由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負脈沖)可使其正向(或反向)導通。這種裝置的優(yōu)點是控制電路簡單,沒有反向耐壓問題,因此特別適合做交流無觸點開關使用。IGBTIGBT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(yōu)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。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅動功率小而飽和壓降低。IGBT非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。Econo封裝(俗稱“平板型”):分為EconoDUAL,EconoPIM,EconoPACK之類的。
TC=℃)------通態(tài)平均電流VTM=V-----------通態(tài)峰值電壓VDRM=V-------------斷態(tài)正向重復峰值電壓IDRM=mA-------------斷態(tài)重復峰值電流VRRM=V-------------反向重復峰值電壓IRRM=mA------------反向重復峰值電流IGT=mA------------門極觸發(fā)電流VGT=V------------門極觸發(fā)電壓執(zhí)行標準:QB-02-091.晶閘管關斷過電壓(換流過電壓、空穴積蓄效應過電壓)及保護晶閘管從導通到阻斷,線路電感(主要是變壓器漏感LB)釋放能量產生過電壓。由于晶閘管在導通期間,載流子充滿元件內部,在關斷過程中,管子在反向作用下,正向電流下降到零時,元件內部殘存著載流子。這些載流子在反向電壓作用下瞬時出現(xiàn)較大的反向電流,使殘存的載流子迅速消失,這時反向電流減小即diG/dt極大,產生的感應電勢很大,這個電勢與電源串聯(lián),反向加在已恢復阻斷的元件上,可導致晶閘管反向擊穿。這就是關斷過電壓(換相過電壓)。數(shù)值可達工作電壓的5~6倍。保護措施:在晶閘管兩端并接阻容吸收電路。2.交流側過電壓及其保護由于交流側電路在接通或斷開時出現(xiàn)暫態(tài)過程,會產生操作過電壓。高壓合閘的瞬間,由于初次級之間存在分布電容,初級高壓經電容耦合到次級,出現(xiàn)瞬時過電壓。普通的交流220V供電,使用600V的IGBT。貴州Mitsubishi 三菱IGBT模塊國內經銷
Infineon目前共有5代IGBT。山西SKM300GB12T4IGBT模塊庫存充足
大部分時間是作為MOSFET來運行的,只是在漏源電壓Uds下降過程后期,PNP晶體管由放大區(qū)至飽和,又增加了一段延遲時間。td(on)為開通延遲時間,tri為電流上升時間。實際應用中常給出的漏極電流開通時間ton即為td(on)tri之和,漏源電壓的下降時間由tfe1和tfe2組成。IGBT的觸發(fā)和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產生。當選擇這些驅動電路時,必須基于以下的參數(shù)來進行:器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極-發(fā)射極阻抗大,故可使用MOSFET驅動技術進行觸發(fā),不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET驅動電路提供的偏壓更高。IGBT在關斷過程中,漏極電流的波形變?yōu)閮啥巍R驗镸OSFET關斷后,PNP晶體管的存儲電荷難以迅速消除,造成漏極電流較長的尾部時間,td(off)為關斷延遲時間,trv為電壓Uds(f)的上升時間。實際應用中常常給出的漏極電流的下降時間Tf由圖中的t(f1)和t(f2)兩段組成,而漏極電流的關斷時間t(off)=td(off)+trv十t(f)式中:td(off)與trv之和又稱為存儲時間。IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。山西SKM300GB12T4IGBT模塊庫存充足