進而控制Uge的下降速度;當電容電壓上升至VZ2的擊穿電壓時,VZ2擊PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建江蘇宏微科技有限公司設計天地與應用指南穿,Uge被鉗位在一個固定的值上,慢降柵壓過程結束。同時驅動電路通過光耦輸出故障信號。如果在延時過程中,故障信號消失了,則a點電壓降低,VT1恢復截止,C1通過R2放電,d點電位升高,VT2也恢復截止,Uge上升,電路恢復正常工作狀態(tài)。,尤其是在短路故障的情況下,如不采取軟關斷措施,它的臨界電流下降率將達到kA/μS。極高的電壓下降率將會在主電路的分布電感上感應出很高的過電壓,導致IGBT關斷時電流電壓的運行軌跡超出安全工作區(qū)而損壞。所以從關斷的角度考慮,希望主電路的電感和電流下降率越小越好。但是對IGBT的開通來說,集電極電路的電感有利抑制反向二極管的反向恢復電流和電容器充放電造成的峰值電流,能減小開通損耗,承受較高的開通電流上升率。一般情況下,IGBT開關電路的集電極不需要串聯(lián)電感,其開通損耗可以通過改善柵極驅動條件加以控制。,通常都要給IGBT主電路設計關斷吸收緩沖電路。IGBT的關斷緩沖吸收電路可分為充放電型和放電阻止型。充放電型有RC吸收和RCD吸收兩種。IGBT模塊采用預涂熱界面材料(TIM),能讓電力電子應用實現(xiàn)一致性的散熱性能。山東進口模塊品牌
因此在驅動電路的輸出端給柵極加電壓保護,并聯(lián)電阻Rge以及反向串聯(lián)限幅穩(wěn)壓管,如圖4所示。圖4柵極保護電路柵極串聯(lián)電阻Rg對IGBT開通過程影響較大。Rg小有利于加快關斷速度,減小關斷損耗,但過小會造成di/dt過大,產(chǎn)生較大的集電極電壓尖峰。根據(jù)本設計的具體要求,Rg選取Ω。柵極連線的寄生電感和柵極與射極間的寄生電容耦合,會產(chǎn)生振蕩電壓,所以柵極引線應采用雙絞線傳送驅動信號,并盡可能短,比較好不超過m,以減小連線電感。四路驅動電路光耦與PWM兩路輸出信號的接線如圖5所示。圖5四路驅動電路光耦與PWM的兩路輸出信號的接線實驗波形如圖6所示。圖6a是柵極驅動四路輸出波形。同時測四路驅動波形時,要在未接通主電路條件下檢測。因為使用多蹤示波器檢測時,只允許一只探頭的接地端接參考電位,防止發(fā)生短路燒壞示波器。只有檢測相互間電路隔離的電路信號時,才可以同時使用接地端選擇公共參考電位。圖6b是IGBT上集-射極電壓Uce波形。由于全橋式逆變電路中IGBT相互間的電路信號是非隔離的,不能用普通探頭進行多蹤示波,該電壓波形是用高壓隔離探頭測得,示波器讀數(shù)為實際數(shù)值的1/50。由波形可知,lGBT工作正常。在橋式逆變電路中影響Uce波形的。福建模塊市價二極管被擊穿后電流過大將使管子損壞,因此除穩(wěn)壓管外,二極管的反向電壓不能超過擊穿電壓。
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(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。西門康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。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。在西門康IGBT得到大力發(fā)展之前,功率場效應管MOSFET被用于需要快速開關的中低壓場合,晶閘管、GTO被用于中高壓領域。MOSFET雖然有開關速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、驅動電路簡單的優(yōu)點;但是,在200V或更高電壓的場合,MOSFET的導通電阻隨著擊穿電壓的增加會迅速增加,使得其功耗大幅增加,存在著不能得到高耐壓、大容量元件等缺陷。雙極晶體管具有優(yōu)異的低正向導通壓降特性,雖然可以得到高耐壓、大容量的元件,但是它要求的驅動電流大,控制電路非常復雜,而且交換速度不夠快。
則降低了故障時器件的損耗,延長了器件抗短路的時間,而且能夠降低器件關斷時的di/dt,對器件的保護十分有利。若延時后故障信號依然存在,則關斷器件,若故障信號消失,則驅動電路恢復到正常工作狀態(tài),因而**增強了抗*擾的能力。上述降柵壓的方法只考慮了柵壓與短路電流大小的關系,而在實際應用中,降柵壓的速度也是一個重要因素,它直接決定了故障電流下降的di/dt。慢降柵壓技術就是通過限制降柵壓的速度來控制故障電流的下降速度,從而抑制器件的di/dt和Uce的峰值。圖3給出了慢降柵壓的具體電路圖。圖3正常工作時,因故障檢測二極管VD1的導通,將a點的電壓鉗位在穩(wěn)壓二極管ZV1的擊穿電壓之下,晶體管VT1始終保持截止狀態(tài)。V1通過驅動電阻Rg正常開通和關斷。電容C2為硬開關應用場合提供一很小的延時,使V1開通時Uce有一定的時間從高電壓降到通態(tài)壓降,而不使保護電路動作。當電路發(fā)生過流和短路故障時,V1上的Uce上升,a點電壓隨之上升,到一定值時,VZ1擊穿,VT1開通,b點電壓下降,電容C1通過電阻R1充電,電容電壓從零開始上升,當電容電壓上升至約,晶體管VT2開通,柵極電壓Uge隨著電容電壓的上升而下降,通過調節(jié)C1的數(shù)值,可控制電容的充電速度。P區(qū)的引出的電極稱為正極或陽極,N區(qū)的引出的電極稱為負極或陰極。
西門康IGBT正是作為順應這種要求而開發(fā)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(yōu)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(fā)展。用于定性描述這兩者關系的曲線稱為伏安特性曲線。吉林模塊
覆蓋10 kW-10 GW的寬廣功率范圍,樹立了行業(yè)應用**。分立式硅或碳化硅(SiC)肖特基二極管的應用范圍。山東進口模塊品牌
根據(jù)數(shù)據(jù)表中標示的IGBT的寄生電容,可以分析dV/dt引起的寄生導通現(xiàn)象。可能的寄生導通現(xiàn)象,是由集電極-柵極和柵極-發(fā)射極之間的固有容性分壓器引起的(請參見圖9)。考慮到集電極-發(fā)射極上的較高瞬態(tài)電壓,這個固有的容性分壓器比受限于寄生電感的外接柵極驅動電路快得多。因此,即使柵極驅動器關斷了IGBT,即,在零柵極-發(fā)射極電壓狀態(tài)下,瞬態(tài)集電極-發(fā)射極電壓也會引起與驅動電壓不相等的柵極-發(fā)射極電壓。忽略柵極驅動電路的影響,可以利用以下等式,計算出柵極-發(fā)射極電壓:因此,商數(shù)Cres/Cies應當盡可能低,以避免dV/dt引起寄生導通現(xiàn)象(商數(shù)約為35,請參見圖12)。此外,輸入電容應當盡可能低,以避免柵極驅動損耗。圖12IGBT的寄生電容(摘自數(shù)據(jù)表)數(shù)據(jù)表中給出的寄生電容是在恒定的25V集電極-發(fā)射極電壓條件下的值(請參見圖12)。柵極-發(fā)射極電容約為該恒定集電極-發(fā)射極電壓條件下的值(等式(9))。反向傳遞電容嚴重依賴于集電極-發(fā)射極電壓,可以利用等式(10)估算得到(請參見圖13):圖13利用等式(9)和(10)計算得到的不同集電極-發(fā)射極電壓條件下的輸入和反向傳遞電容近似值所以,防止dV/dt引起的寄生導通現(xiàn)象的穩(wěn)定性。山東進口模塊品牌
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