材料創新是提升IGBT性能的關鍵。硅基IGBT通過薄片工藝(<100μm)和場截止層(FS層)優化,使耐壓能力從600V提升至6.5kV。碳化硅(SiC)與IGBT的融合形成混合模塊(如SiC MOSFET+Si IGBT),可在1200V電壓下將開關損耗降低50%。三菱電機的第七代X系列IGBT采用微溝槽柵結構,導通壓降降至1.3V,同時通過載流子存儲層(CS層)增強短路耐受能力(5μs)。襯底材料方面,直接鍵合銅(DBC)逐漸被活性金屬釬焊(AMB)取代,氮化硅(Si?N?)陶瓷基板的熱循環壽命提升至傳統氧化鋁的3倍。未來,氧化鎵(Ga?O?)和金剛石基板有望突破現有材料極限,使模塊工作溫...
下面分別介紹利用萬用表判定GTO電極、檢查GTO的觸發能力和關斷能力、估測關斷增益βoff的方法。1.判定GTO的電極將萬用表撥至R×1檔,測量任意兩腳間的電阻,*當黑表筆接G極,紅表筆接K極時,電阻呈低阻值,對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定G、K極,剩下的就是A極。2.檢查觸發能力如圖2(a)所示,首先將表Ⅰ的黑表筆接A極,紅表筆接K極,電阻為無窮大;然后用黑表筆尖也同時接觸G極,加上正向觸發信號,表針向右偏轉到低阻值即表明GTO已經導通;**后脫開G極,只要GTO維持通態,就說明被測管具有觸發能力。3.檢查關斷能力現采用雙表法檢查GTO的關斷能力,如圖2(b)所示,表...
IGBT模塊上有一個“續流二極管”。它有什么作用呢?答:當PWM波輸出的時候,它是維持電機內的電流不斷用的。我在說明變頻器逆變原理的時候,用的一個電阻做負載。電阻做負載,它上面的電流隨著電壓有通斷而通斷,上圖所示的原理沒有問題。但變頻器實際是要驅動電機的,接在電機的定子上面,定子是一組線圈繞成的,就是“電感”。電感有一個特點:它的內部的電流不能進行突變。所以當采用PWM波輸出電壓波形時,加在電機上的電壓就是“斷斷續續”的,這樣電機內的電流就會“斷斷續續”的,這就給電機帶來嚴重的后果:由于電感斷流時,會產生反電動勢,這個電動勢加在IGBT上面,對IGBT會有損害。解決的辦法:在IGB...
3.輕松啟動一臺3700W的水泵,水泵工作正常。4.測試了帶感性負載情況下的短路保護,保護正常。5.母線電壓366V情況下,空載電流24MA,其中包括輔助電源部分13MA。6.效率:4400W輸出時,效率。發點測試的圖這是空載的輸入電壓和輸出電壓這個是帶11根小太陽的輸入電壓和輸出電壓和輸出電流,鉗流表的電流不太準電感熱不熱你450V電解電容10KW要多放個電感風冷的情況下滿載10KW溫度可以接受,不開風扇電感只能在5KW以內不熱,電感是用6平方的沙包線4個77110A疊在一起繞的電感。電容是小點現在是一個3300UF的再加一個就足夠了,我的母線是28塊100AH的電瓶串聯起來的這...
智能功率模塊內部功能機制編輯IPM內置的驅動和保護電路使系統硬件電路簡單、可靠,縮短了系統開發時間,也提高了故障下的自保護能力。與普通的IGBT模塊相比,IPM在系統性能及可靠性方面都有進一步的提高。保護電路可以實現控制電壓欠壓保護、過熱保護、過流保護和短路保護。如果IPM模塊中有一種保護電路動作,IGBT柵極驅動單元就會關斷門極電流并輸出一個故障信號(FO)。各種保護功能具體如下:(1)控制電壓欠壓保護(UV):IPM使用單一的+15V供電,若供電電壓低于12.5V,且時間超過toff=10ms,發生欠壓保護,***門極驅動電路,輸出故障信號。(2)過溫保護(OT):在靠近IGBT芯片的絕緣...
圖中開通過程描述的是晶閘管門極在坐標原點時刻開始受到理想階躍觸發電流觸發的情況;而關斷過程描述的是對已導通的晶閘管,在外電路所施加的電壓在某一時刻突然由正向變為反向的情況(如圖中點劃線波形)。開通過程晶閘管的開通過程就是載流子不斷擴散的過程。對于晶閘管的開通過程主要關注的是晶閘管的開通時間t。由于晶閘管內部的正反饋過程以及外電路電感的限制,晶閘管受到觸發后,其陽極電流只能逐漸上升。從門極觸發電流上升到額定值的10%開始,到陽極電流上升到穩態值的10%(對于阻性負載相當于陽極電壓降到額定值的90%),這段時間稱為觸發延遲時間t。陽極電流從10%上升到穩態值的90%所需要的時間(對于阻性負載相當于...
材料創新是提升IGBT性能的關鍵。硅基IGBT通過薄片工藝(<100μm)和場截止層(FS層)優化,使耐壓能力從600V提升至6.5kV。碳化硅(SiC)與IGBT的融合形成混合模塊(如SiC MOSFET+Si IGBT),可在1200V電壓下將開關損耗降低50%。三菱電機的第七代X系列IGBT采用微溝槽柵結構,導通壓降降至1.3V,同時通過載流子存儲層(CS層)增強短路耐受能力(5μs)。襯底材料方面,直接鍵合銅(DBC)逐漸被活性金屬釬焊(AMB)取代,氮化硅(Si?N?)陶瓷基板的熱循環壽命提升至傳統氧化鋁的3倍。未來,氧化鎵(Ga?O?)和金剛石基板有望突破現有材料極限,使模塊工作溫...
IGBT模塊的可靠性高度依賴封裝技術和散熱能力。主流封裝形式包括焊接式(如EconoDUAL)和壓接式(如HPnP),前者采用銅基板與陶瓷覆銅板(DBC)焊接結構,后者通過彈簧壓力接觸降低熱阻。DBC基板由氧化鋁(Al?O?)或氮化鋁(AlN)陶瓷層與銅箔燒結而成,熱導率可達24-200W/m·K。散熱設計中,熱界面材料(TIM)如導熱硅脂或相變材料(PCM)用于降低接觸熱阻,而液冷散熱器可將模塊結溫控制在150°C以下。例如,英飛凌的HybridPACK系列采用雙面冷卻技術,散熱效率提升40%,功率密度達30kW/L。此外,銀燒結工藝取代傳統焊料,使芯片連接層熱阻降低50%,循環壽命延長至1...
IGBT模塊通過柵極電壓信號控制其導通與關斷狀態。當柵極施加正向電壓(通常+15V)時,MOSFET部分形成導電溝道,觸發BJT層的載流子注入,使器件進入低阻抗導通狀態,此時集電極與發射極間的壓降*為1.5-3V,***低于普通MOSFET。關斷時,柵極電壓降至0V或負壓(如-5V至-15V),導電溝道消失,器件依靠少數載流子復合快速恢復阻斷能力。IGBT的動態特性表現為開關速度與損耗的平衡:高開關頻率(可達100kHz以上)適用于高頻逆變,但會產生更大的開關損耗;而低頻應用(如10kHz以下)則側重降低導通損耗。關鍵參數包括額定電壓(Vces)、飽和壓降(Vce(sat))、開關時間(ton...
智能功率模塊內部功能機制編輯IPM內置的驅動和保護電路使系統硬件電路簡單、可靠,縮短了系統開發時間,也提高了故障下的自保護能力。與普通的IGBT模塊相比,IPM在系統性能及可靠性方面都有進一步的提高。保護電路可以實現控制電壓欠壓保護、過熱保護、過流保護和短路保護。如果IPM模塊中有一種保護電路動作,IGBT柵極驅動單元就會關斷門極電流并輸出一個故障信號(FO)。各種保護功能具體如下:(1)控制電壓欠壓保護(UV):IPM使用單一的+15V供電,若供電電壓低于12.5V,且時間超過toff=10ms,發生欠壓保護,***門極驅動電路,輸出故障信號。(2)過溫保護(OT):在靠近IGBT芯片的絕緣...
圖中開通過程描述的是晶閘管門極在坐標原點時刻開始受到理想階躍觸發電流觸發的情況;而關斷過程描述的是對已導通的晶閘管,在外電路所施加的電壓在某一時刻突然由正向變為反向的情況(如圖中點劃線波形)。開通過程晶閘管的開通過程就是載流子不斷擴散的過程。對于晶閘管的開通過程主要關注的是晶閘管的開通時間t。由于晶閘管內部的正反饋過程以及外電路電感的限制,晶閘管受到觸發后,其陽極電流只能逐漸上升。從門極觸發電流上升到額定值的10%開始,到陽極電流上升到穩態值的10%(對于阻性負載相當于陽極電壓降到額定值的90%),這段時間稱為觸發延遲時間t。陽極電流從10%上升到穩態值的90%所需要的時間(對于阻性負載相當于...
圖中開通過程描述的是晶閘管門極在坐標原點時刻開始受到理想階躍觸發電流觸發的情況;而關斷過程描述的是對已導通的晶閘管,在外電路所施加的電壓在某一時刻突然由正向變為反向的情況(如圖中點劃線波形)。開通過程晶閘管的開通過程就是載流子不斷擴散的過程。對于晶閘管的開通過程主要關注的是晶閘管的開通時間t。由于晶閘管內部的正反饋過程以及外電路電感的限制,晶閘管受到觸發后,其陽極電流只能逐漸上升。從門極觸發電流上升到額定值的10%開始,到陽極電流上升到穩態值的10%(對于阻性負載相當于陽極電壓降到額定值的90%),這段時間稱為觸發延遲時間t。陽極電流從10%上升到穩態值的90%所需要的時間(對于阻性負載相當于...
限幅電路包括二極管vd1和二極管vd2,限幅電路中二極管vd1輸入端分別接+15v電源和電阻r2,二極管vd1輸出端與二極管vd2輸入端相連接,二極管vd2輸出端接地,高壓二極管d2輸出端與二極管vd2輸入端相連接,二極管vd1輸出端與比較器輸入端相連接,放大濾波電路3與電阻r1相連接。放大濾波電路將采集到的流過電阻r7的電流放大后輸入保護電路,該電流經電阻r1形成電壓,高壓二極管d2防止功率側的高壓對前端比較器造成干擾,二極管vd1和二極管vd2組成限幅電路,可防止二極管vd1和二極管vd2中間的電壓,即a點電壓u超過比較器的輸入允許范圍,閾值電壓uref采用兩個精值電阻分壓產生,若a點電壓...
下面描述中的附圖**是本發明中記載的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明的立式晶閘管模塊的一具體實施方式的平面示意圖。具體實施方式下面結合附圖所示的各實施方式對本發明進行詳細說明,但應當說明的是,這些實施方式并非對本發明的限制,本領域普通技術人員根據這些實施方式所作的功能、方法、或者結構上的等效變換或替代,均屬于本發明的保護范圍之內。如圖1所示,本發明的立式晶閘管模塊包括:外殼1、蓋板2、銅底板3、形成于所述蓋板2上的***接頭4、第二接頭5和第三接頭6、封裝于所述外殼1內部的***晶閘管單元和第二晶閘管...
我們該如何更好地區保護晶閘管呢?在使用過程中,晶閘管對過電壓是很敏感的。過電流同樣對晶閘管有極大的損壞作用。西安瑞新公司給大家介紹晶閘管的保護方法,具體如下:1、過電壓保護晶閘管對過電壓很敏感,當正向電壓超過其斷態重復峰值電壓UDRM一定值時晶閘管就會誤導通,引發電路故障;當外加反向電壓超過其反向重復峰值電壓URRM一定值時,晶閘管就會立即損壞。因此,必須研究過電壓的產生原因及抑制過電壓的方法。過電壓產生的原因主要是供給的電功率或系統的儲能發生了激烈的變化,使得系統來不及轉換,或者系統中原來積聚的電磁能量來不及消散而造成的。主要發現為雷擊等外來沖擊引起的過電壓和開關的開閉引起的沖擊...
1使用扳手在電池端斷開蓄電池的負極電纜,一般來說,負極電纜是黑色的,并且連接的一端有“-”標記,這也就保證了電力供應將會被隔離。2定位調節器。往往是在頂部,或者是接近交流發電機的地方,并且形狀也是圓筒形。3從晶閘管模塊那里斷開連接的導線,一般的布線都是密封的預接線,并且通過織機將一端直接連接到交流發電機,另一端連接到電池上的正極端子上,用扳手松開固定導線,用其他螺帽和導線代替。4找到固定晶閘管模塊放置的地方,用扳手將其擰松,并卸下,通常來說會有兩個螺栓,分別在調節器的兩側,從發動機艙拿出穩壓器和電線。5在剛剛卸下的同一個地方定為晶閘管模塊,更換螺栓并將其擰緊,如果有不同規格的話,則...
流過IGBT的電流值超過短路動作電流,則立刻發生短路保護,***門極驅動電路,輸出故障信號。跟過流保護一樣,為避免發生過大的di/dt,大多數IPM采用兩級關斷模式。為縮短過流保護的電流檢測和故障動作間的響應時間,IPM內部使用實時電流控制電路(RTC),使響應時間小于100ns,從而有效抑制了電流和功率峰值,提高了保護效果。當IPM發生UV、OC、OT、SC中任一故障時,其故障輸出信號持續時間tFO為1.8ms(SC持續時間會長一些),此時間內IPM會***門極驅動,關斷IPM;故障輸出信號持續時間結束后,IPM內部自動復位,門極驅動通道開放。可以看出,器件自身產生的故障信號是非保持性的,如...
IGBT模塊上有一個“續流二極管”。它有什么作用呢?答:當PWM波輸出的時候,它是維持電機內的電流不斷用的。我在說明變頻器逆變原理的時候,用的一個電阻做負載。電阻做負載,它上面的電流隨著電壓有通斷而通斷,上圖所示的原理沒有問題。但變頻器實際是要驅動電機的,接在電機的定子上面,定子是一組線圈繞成的,就是“電感”。電感有一個特點:它的內部的電流不能進行突變。所以當采用PWM波輸出電壓波形時,加在電機上的電壓就是“斷斷續續”的,這樣電機內的電流就會“斷斷續續”的,這就給電機帶來嚴重的后果:由于電感斷流時,會產生反電動勢,這個電動勢加在IGBT上面,對IGBT會有損害。解決的辦法:在IGB...
因為正常的壓敏電阻粒界層只有一定大小的放電容量和放電次數,標稱電壓值不*會隨著放電次數增多而下降,而且也隨著放電電流幅值的增大而下降,當大到某一電流時,標稱電壓下降到0,壓敏電阻出現穿孔,甚至炸裂;因此必須限定通流容量。漏電流:指加一半標稱直流電壓時測得的流過壓敏電阻的電流。由于壓敏電阻的通流容量大,殘壓低,抑制過電壓能力強;平時漏電流小,放電后不會有續流,元件的標稱電壓等級多,便于用戶選擇;伏安特性是對稱的,可用于交、直流或正負浪涌;因此用途較廣。2、過電流保護由于半導體器件體積小、熱容量小,特別像晶閘管這類高電壓大電流的功率器件,結溫必須受到嚴格的控制,否則將遭至徹底損壞。當晶...
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)模塊是一種復合全控型功率半導體器件,結合了MOSFET的高輸入阻抗和BJT(雙極型晶體管)的低導通壓降優勢,廣泛應用于高壓、大電流的電力電子系統中。其**結構由多個IGBT芯片、續流二極管(FWD)、驅動電路及散熱基板組成,通過多層封裝技術集成于同一模塊內。IGBT芯片采用垂直導電設計,包含柵極(G)、發射極(E)和集電極(C)三個端子,通過柵極電壓控制導通與關斷。模塊內部通常采用陶瓷基板(如Al?O?或AlN)實現電氣隔離,并以硅凝膠或環氧樹脂填充以增強絕緣和抗震性能。散熱部分多采用銅基板或直接液冷設計,確保高溫工況下的穩定運行。IGBT模塊的**功能是實現電能...
IGBT模塊上有一個“續流二極管”。它有什么作用呢?答:當PWM波輸出的時候,它是維持電機內的電流不斷用的。我在說明變頻器逆變原理的時候,用的一個電阻做負載。電阻做負載,它上面的電流隨著電壓有通斷而通斷,上圖所示的原理沒有問題。但變頻器實際是要驅動電機的,接在電機的定子上面,定子是一組線圈繞成的,就是“電感”。電感有一個特點:它的內部的電流不能進行突變。所以當采用PWM波輸出電壓波形時,加在電機上的電壓就是“斷斷續續”的,這樣電機內的電流就會“斷斷續續”的,這就給電機帶來嚴重的后果:由于電感斷流時,會產生反電動勢,這個電動勢加在IGBT上面,對IGBT會有損害。解決的辦法:在IGB...
智能功率模塊(IPM)是IntelligentPowerModule的縮寫,是一種先進的功率開關器件,具有GTR(大功率晶體管)高電流密度、低飽和電壓和耐高壓的優點,以及MOSFET(場效應晶體管)高輸入阻抗、高開關頻率和低驅動功率的優點。而且IPM內部集成了邏輯、控制、檢測和保護電路,使用起來方便,不*減小了系統的體積以及開發時間,也**增強了系統的可靠性,適應了當今功率器件的發展方向——模塊化、復合化和功率集成電路(PIC),在電力電子領域得到了越來越***的應用。中文名智能功率模塊外文名IPM概念一種先進的功率開關器件全稱IntelligentPowerModule目錄1IPM結...
這個反電動勢可以對電容進行充電。這樣,正極的電壓也不會上升。如下圖:坦白說,上面的這個解釋節我寫得不是很有信心,我希望有高人出來指點一下。歡迎朋友在評論中留言。我會在后面寫《變頻器的輸出電流》一節中,通過實際的電流照片,驗證這個二極管的作用。現在來解釋在《變頻器整流部分元件》中說,在《電流整流的方式分類》中講的“也可以用IGBT進行整流”有問題的。IGBT,通常就是一個元件,它不帶續流二極管。即是這個符號:商用IGBT模塊,都是將“IGBT+續流二極管”集成在一個整體部件中,即下面的這個符號。在工廠中,我們稱這個整體部件叫IGBT,不會說“IGBT模塊”。我們可以用“IGBT模塊”...
1、晶閘管智能模塊的應用領域該智能模塊廣泛應用于控溫、調光、勵磁、電鍍、電解、充放電、電焊機、等離子拉弧、逆變電源等需對電力能量大小進行調整和變換的場合,如工業、通訊、**等各類電氣控制、電源等,根據還可通過模塊的控制端口與多功能控制板連接,實現穩流、穩壓、軟啟動等功能,并可實現過流、過壓、過溫、缺相等保護功能。2、晶閘管智能模塊的控制方式通過輸入模塊控制接口一個可調的電壓或者電流信號,通過調整該信號的大小即可對模塊的輸出電壓大小進行平滑調節,實現模塊輸出電壓從0V至任一點或全部導通的過程。電壓或電流信號可取自各種控制儀表、計算機D/A輸出,電位器直接從直流電源分壓等各種方法;控制...
圖簡單地給出了晶閘管開通和關斷過程的電壓與電流波形。圖中開通過程描述的是晶閘管門極在坐標原點時刻開始受到理想階躍觸發電流觸發的情況;而關斷過程描述的是對已導通的晶閘管,在外電路所施加的電壓在某一時刻突然由正向變為反向的情況(如圖中點劃線波形)。開通過程晶閘管的開通過程就是載流子不斷擴散的過程。對于晶閘管的開通過程主要關注的是晶閘管的開通時間t。由于晶閘管內部的正反饋過程以及外電路電感的限制,晶閘管受到觸發后,其陽極電流只能逐漸上升。從門極觸發電流上升到額定值的10%開始,到陽極電流上升到穩態值的10%(對于阻性負載相當于陽極電壓降到額定值的90%),這段時間稱為觸發延遲時間t。陽極電流從10%...
4.晶閘管在導通情況下,當主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關斷。晶體閘流管工作過程編輯晶閘管是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個PN結圖1,可以把它中間的NP分成兩部分,構成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復合管當晶閘管承受正向陽極電壓時,為使晶閘管導通,必須使承受反向電壓的PN結J2失去阻擋作用。因此,兩個互相復合的晶體管電路,當有足夠的門極電流Ig流入時,就會形成強烈的正反饋,造成兩晶體管飽和導通,晶體管飽和導通。設PNP管和NPN管的集電極電流相應為Ic1和Ic2;發射極電流相應為Ia和Ik;電流放大系數相應為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,設...
二極管算是半導體家族中的元老了,早在***次世界大戰末期就已出現晶體檢波器,從1930年開始,半導體整流器開始投入市場。二極管模塊分為:快恢復二極管模塊,肖特基二極管模塊,整流二極管模塊、光伏防反二極管模塊等。而二極管和二極管模塊主要區別是功率、速度和封裝不同。二級管一般指電流、電壓、功率比較小的單管,一般電流在幾個安培以內,電壓比較高1000多V,但是反向恢復素很快,只有幾個ns至幾十個ns,用在小功率開關電源做輸出整流,或需要頻繁開關的場合,其封裝一般是塑封、玻璃封裝、陶瓷封裝等。二極管模塊指封裝成模塊的二極管,功率較大,幾十、幾百安培,主要用于整流,在大功率設備上使用,如電焊...
這要由具體的應用和所使用的功率管決定。比較大柵極充電電流是±15A,充電電流由外接的柵極電阻限定。如果將25腳G通過電阻直接與IGBT:G相連,IGBT的驅動波形上升沿較大,但IGBT導通后上升較快,如圖2所示;圖2IGD515EI輸出端不加MOS管時IGBT的驅動波形(-14V~+12V,5V/p,5μs/p)如果在25腳與IGBT:G中間串入一只MOS管,進行電流放大,可有效地減小IGBT驅動波形的上升沿,縮短IGBT的導通過程,減小IGBT離散性造成的導通不一致性,減小動態均壓電路的壓力,但IGBT導通后上升較慢,其波形如圖3所示。圖3IGD515EI輸出端加MOS管時IGB...
下面描述中的附圖**是本發明中記載的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明的立式晶閘管模塊的一具體實施方式的平面示意圖。具體實施方式下面結合附圖所示的各實施方式對本發明進行詳細說明,但應當說明的是,這些實施方式并非對本發明的限制,本領域普通技術人員根據這些實施方式所作的功能、方法、或者結構上的等效變換或替代,均屬于本發明的保護范圍之內。如圖1所示,本發明的立式晶閘管模塊包括:外殼1、蓋板2、銅底板3、形成于所述蓋板2上的***接頭4、第二接頭5和第三接頭6、封裝于所述外殼1內部的***晶閘管單元和第二晶閘管...
從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經NPN管的發射結,從而提高起點流放大系數a2,產生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發射結,并提高了PNP管的電流放大系數a1,產生更大的極電極電流Ic1流經NPN管的發射結。這樣強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3,當a1和a2隨發射極電流增加而(a1+a2)≈1時,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時,流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向導通狀態。式(1—1)中,在晶閘管導通后,1-(a1+a2)≈0,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼...