IGBT的保護(hù)

摘要：通過對(duì)igbt損壞機(jī)理的分析，根據(jù)其損壞的原因，采取相應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，以保證其安全可靠工作。 關(guān)鍵詞：igbt；mosfet；驅(qū)動(dòng)；過壓；浪涌；緩沖；過流；過熱；保護(hù)引言絕緣柵雙極型晶體管igbt是由mosfet和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為mosfet，輸出極為pnp晶體管，因此，可以把其看作是mos輸入的達(dá)林頓管。它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有mosfet器件驅(qū)動(dòng)簡單和快速的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型器件容量大的優(yōu)點(diǎn)，因而，在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在中大功率的開關(guān)電源裝置中，igbt由于其控制驅(qū)動(dòng)電路簡單、工作頻率較高、容量較大的特點(diǎn)，已逐步取代晶閘管或gto。但是在開關(guān)電源裝置中，由于它工作在高頻與高電壓、大電流的條件下，使得它容易損壞，另外，電源作為系統(tǒng)的前級(jí)，由于受電網(wǎng)波動(dòng)、雷擊等原因的影響使得它所承受的應(yīng)力更大，故igbt的可靠性直接關(guān)系到電源的可靠性。因而，在選擇igbt時(shí)除了要作降額考慮外，對(duì)igbt的保護(hù)設(shè)計(jì)也是電源設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)環(huán)節(jié)。1 igbt的工作原理igbt的等效電路如圖1所示。由圖1可知，若在

三相逆變器中IGBT的幾種驅(qū)動(dòng)電路的分析

1 前 言 電 力 電 子 變 換 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 使 得 各 種 各 樣 的 電 力 電 子 器 件 得 到 了 迅 速 的 發(fā) 展 。 20世 紀(jì) 80年 代 ， 為 了 給 高 電 壓 應(yīng) 用 環(huán) 境 提 供 一 種 高 輸 入 阻 抗 的 器 件 ， 有 人 提 出 了 絕 緣 門 極 雙 極 型 晶 體 管 （ igbt） [1>。 在 igbt中 ， 用 一 個(gè) mos門 極 區(qū) 來 控 制 寬 基 區(qū) 的 高 電 壓 雙 極 型 晶 體 管 的 電 流 傳 輸 ， 這 就 產(chǎn) 生 了 一 種 具 有 功 率 mosfet的 高 輸 入 阻 抗 與 雙 極 型 器 件 優(yōu) 越 通 態(tài) 特 性 相 結(jié) 合 的 非 常 誘 人 的 器 件 ， 它 具 有 控 制 功 率 小 、 開 關(guān) 速 度 快 和 電 流 處 理 能 力 大 、 飽 和 壓 降 低 等 性 能 。 在 中 小 功 率 、 低 噪 音 和 高 性 能 的 電 源 、 逆 變 器 、 不 間 斷 電 源 （ ups） 和 交 流 電 機(jī) 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 中 ， 它 是 目 前 最 為 常

現(xiàn)代功率模塊及器件應(yīng)用技術(shù)

引言 最近20年來，功率器件及其封裝技術(shù)的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致了電力電子技術(shù)領(lǐng)域的巨大變化。當(dāng)今的市場(chǎng)要求電力電子裝置要具有寬廣的應(yīng)用范圍、量體裁衣的解決方案、集成化、智能化、更小的體積和重量、效率更高的芯片、更加優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、更長的壽命和更短的產(chǎn)品開發(fā)周期。在過去的數(shù)年中已有眾多的研發(fā)成果不斷提供新的、經(jīng)濟(jì)安全的解決方案，從而將功率模塊大量地引入到一系列的工業(yè)和消費(fèi)領(lǐng)域中。 因此，有必要就功率模塊的應(yīng)用技術(shù)，如選型、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、冷卻、并聯(lián)和串聯(lián)以及軟開關(guān)電路等，進(jìn)行一次全面的系列介紹。 1 igbt和mosfet功率模塊 1.1 應(yīng)用范圍 如圖1所示，當(dāng)前眾多的電力電子電路可由功率mosfet或igbt來實(shí)現(xiàn)。從上世紀(jì)80年代開始，它們先后出現(xiàn)于市場(chǎng)。與傳統(tǒng)的晶閘管相比，它們具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如可關(guān)斷的特性（包括在短路狀態(tài)下）、不需要緩沖網(wǎng)絡(luò)、控制單元簡單、開關(guān)時(shí)間短、開關(guān)損耗低等。 現(xiàn)在，電力電子技術(shù)不斷地滲透到新的應(yīng)用領(lǐng)域中，這首先歸功于igbt和功率mosfet的迅速發(fā)展。同時(shí)，它們的應(yīng)用在其現(xiàn)有的領(lǐng)域內(nèi)也在不斷地深化。數(shù)年前，高耐壓雙極型功率晶體管還被廣泛地應(yīng)用著。而現(xiàn)在只能

IGBT模塊驅(qū)動(dòng)及保護(hù)技術(shù)

igbt模塊驅(qū)動(dòng)及保護(hù)技術(shù) 蔣懷剛，李喬，何志偉 (華南理工大學(xué)雅達(dá)電源實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510641） 1引言igbt是mosfet與雙極晶體管的復(fù)合器件。它既有mosfet易驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，又具有功率晶體管電壓、電流容量大等優(yōu)點(diǎn)。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(nèi)，故在較高頻率的大、中功率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。igbt是電壓控制型器件，在它的柵極?發(fā)射極間施加十幾v的直流電壓，只有μa級(jí)的漏電流流過，基本上不消耗功率。但igbt的柵極?發(fā)射極間存在著較大的寄生電容（幾千至上萬pf），在驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的上升及下降沿需要提供數(shù)a的充放電電流，才能滿足開通和關(guān)斷的動(dòng)態(tài)要求，這使得它的驅(qū)動(dòng)電路也必須輸出一定的峰值電流。 igbt作為一種大功率的復(fù)合器件，存在著過流時(shí)可能發(fā)生鎖定現(xiàn)象而造成損壞的問題。在過流時(shí)如采用一般的速度封鎖柵極電壓，過高的電流變化率會(huì)引起過電壓，為此需要采用軟關(guān)斷技術(shù)，因而掌握好igbt的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)特性是十分必要的。2柵極特性igbt的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離。由于此氧化膜很薄，其擊穿電壓一般只能達(dá)到20～30v，因此柵極擊

基于2SC0108T的即插即用型IGBT驅(qū)動(dòng)器

摘要：針對(duì)igbt 驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜且保護(hù)功能不盡完善的問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于2sc0108t的即插即用型igbt驅(qū)動(dòng)器，以及相應(yīng)的前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、 后級(jí)功率驅(qū)動(dòng)電路和故障報(bào)警電路。該驅(qū)動(dòng)器具有直接模式和半橋模式、驅(qū)動(dòng)信號(hào)硬件互鎖、硬件死區(qū)時(shí)間可調(diào)節(jié)、igbt過流及短路保護(hù)、驅(qū)動(dòng)電源過欠壓監(jiān)控和易于安裝的特點(diǎn)。結(jié)合英飛凌econodual3封裝igbt模塊，完成了即插即用型igbt驅(qū)動(dòng)器的硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試，有效減小了雙絞線傳輸方式寄生電容及寄生電感的影響。 igbt具有耐壓高、電流大、開關(guān)速度高和低飽和壓降等優(yōu)良特點(diǎn)，在牽引電傳動(dòng)、電能傳輸與變換、有源濾波等電力電子領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 igbt模塊的保護(hù)主要由igbt驅(qū)動(dòng)器來完成。驅(qū)動(dòng)器是功率主電路與控制電路之間的接口，在充分發(fā)揮igbt的性能、提高系統(tǒng)可靠性等方面發(fā)揮著重要作用。高性能的驅(qū)動(dòng)器可使igbt工作在比較理想的開關(guān)狀態(tài)，如開關(guān)延時(shí)小、開關(guān)損耗低等。本文提出的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)采用瑞士concept公司最新推出的2sc0108t模塊作為核心部件，設(shè)計(jì)了前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、硬件死區(qū)電路、后級(jí)功率驅(qū)動(dòng)電路、故障信號(hào)調(diào)理電路，試驗(yàn)結(jié)果證明

安森美的IGBT實(shí)現(xiàn)高能效的高性能開關(guān)應(yīng)用

　　摘要：今天，不論是用在工業(yè)領(lǐng)域還是民用產(chǎn)品的開關(guān)應(yīng)用，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）都可以提供有效的解決方案，以實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的高能效和高性能。本文主要介紹了利用安森美半導(dǎo)體IGBT實(shí)現(xiàn)高能效的高性能開關(guān)應(yīng)...

隔離驅(qū)動(dòng)IGBT等功率器件設(shè)計(jì)所需要的一些技巧

　　功率器件，如IGBT，Power MOSFET和Bipolar Power Transistor等等，都需要有充分的保護(hù)，以避免如欠壓，缺失飽和，米勒效應(yīng)，過載，短路等條件所造成的損害。本在線研討會(huì)介紹了為何基于2SC0108T的即插即用型IGBT驅(qū)動(dòng)器

     摘要：針對(duì)IGBT 驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜且保護(hù)功能不盡完善的問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于2SC0108T的即插即用型IGBT驅(qū)動(dòng)器，以及相應(yīng)的前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、 后級(jí)功率驅(qū)動(dòng)電路和故障報(bào)警電路。該驅(qū)動(dòng)器具有直接模式和半...

IGBT構(gòu)成的直流斬波調(diào)速系統(tǒng)電氣電路圖

D型IPM的結(jié)構(gòu)及IGBT的等效電路

絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的保護(hù)

摘要：通過對(duì)igbt損壞機(jī)理的分析，根據(jù)其損壞的原因，采取相應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，以保證其安全可靠工作。 關(guān)鍵詞：igbt；mosfet；驅(qū)動(dòng)；過壓；浪涌；緩沖；過流；過熱；保護(hù) 引言 絕緣柵雙極型晶體管igbt是由mosfet和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為mosfet，輸出極為pnp晶體管，因此，可以把其看作是mos輸入的達(dá)林頓管。它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有mosfet器件驅(qū)動(dòng)簡單和快速的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型器件容量大的優(yōu)點(diǎn)，因而，在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 在中大功率的開關(guān)電源裝置中，igbt由于其控制驅(qū)動(dòng)電路簡單、工作頻率較高、容量較大的特點(diǎn)，已逐步取代晶閘管或gto。但是在開關(guān)電源裝置中，由于它工作在高頻與高電壓、大電流的條件下，使得它容易損壞，另外，電源作為系統(tǒng)的前級(jí)，由于受電網(wǎng)波動(dòng)、雷擊等原因的影響使得它所承受的應(yīng)力更大，故igbt的可靠性直接關(guān)系到電源的可靠性。因而，在選擇igbt時(shí)除了要作降額考慮外，對(duì)igbt的保護(hù)設(shè)計(jì)也是電源設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)環(huán)節(jié)。 1 igbt的工作原理 igbt的等效電路如圖1所示。由圖1可知，

以創(chuàng)新的IGBT技術(shù)、合理的器件選型和有效的系統(tǒng)手段優(yōu)化變頻器設(shè)計(jì)

全球?qū)τ诠?jié)能和綠色能源的需求使得馬達(dá)變頻驅(qū)動(dòng)在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷增長，甚至還擴(kuò)展到民用產(chǎn)品和汽車領(lǐng)域。因此在過去幾年，市場(chǎng)對(duì)變頻器的需求量和相應(yīng)的產(chǎn)量一直在持續(xù)增長。隨著產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大和技術(shù)趨向成熟，變頻器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈，對(duì)產(chǎn)品性價(jià)比的要求不斷提高。 標(biāo)準(zhǔn)的三相交流驅(qū)動(dòng)變頻器使用絕緣柵雙極晶體管(igbt)來實(shí)現(xiàn)主電路中的6個(gè)開關(guān)，現(xiàn)在除少量小功率、低成本變頻器采用分立igbt器件外，一般工業(yè)變頻器均采用模塊化igbt(包括ipm)。模塊化概念為用戶提供了一個(gè)采用絕緣封裝且經(jīng)過檢驗(yàn)的功率開關(guān)組件，從而減輕了設(shè)計(jì)工作量，改進(jìn)系統(tǒng)性能，并提高了變頻器的功率等級(jí)。 但即便使用igbt模塊，設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)依然存在。由于igbt模塊的惡劣工作條件(在高壓和高溫下對(duì)大電流進(jìn)行開關(guān)控制)和半導(dǎo)體器件固有弱點(diǎn)，設(shè)計(jì)工程師必須在確保igbt模塊能夠安全工作的同時(shí)，發(fā)揮其最大性能以實(shí)現(xiàn)低成本設(shè)計(jì)。 本文將首先陳述變頻器設(shè)計(jì)工程師所面臨的主要挑戰(zhàn)，然后介紹來自英飛凌科技的創(chuàng)新igbt芯片和封裝技術(shù)及支持工具，并簡要陳述這些解決方案的優(yōu)點(diǎn)。 變頻器設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn) igbt能夠安全運(yùn)行是應(yīng)用的首要要求。安全運(yùn)

二極管+IGBT：新架構(gòu)能帶來什么新應(yīng)用？

由于現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的消耗也是急劇增加，我們?nèi)绾稳p少能源的損耗做到節(jié)能減排？這就要求我們的產(chǎn)品有一個(gè)更高的效率，更低的成本。而對(duì)于一個(gè)高性能的系統(tǒng)來說，半導(dǎo)體器件的選擇尤為重要。今天我給大家介紹的就是英飛凌一個(gè)新的逆向?qū)ㄐ蚷gbt。我們知道傳統(tǒng)的igbt，二極管和igbt是分開的兩個(gè)晶圓，而這一款新的逆向?qū)ㄐ蚷gbt是將二極管和igbt集成在同一個(gè)晶圓上面，它們有相同的電流等級(jí)。新的逆向?qū)ㄐ蚷gbt引用了哪些技術(shù)呢？首先的話，它引入了場(chǎng)終止技術(shù)，也就是它大大的減小了晶圓的厚度，使它有一個(gè)非常低的飽和導(dǎo)通壓降，從而提高了整體的效率。第二點(diǎn)是引入了一個(gè)溝道柵技術(shù)，進(jìn)一步減少了飽和導(dǎo)通壓降，因?yàn)轱柡蛯?dǎo)通壓降是由載流子的濃度來決定，而引入溝道柵相當(dāng)于為載流子引入了一個(gè)通道，使它的飽和導(dǎo)通壓將進(jìn)一步減小，從而減小導(dǎo)通損耗。第三是引用了一個(gè)逆向?qū)ㄐ投O管，將這個(gè)二極管集成在igbt里面可以大大減少它的體積。 目前這種逆向?qū)ㄐ蚷gbt有兩種封裝形勢(shì)，一種是ipak封裝，另外是dpak封裝，電流有4安、6安、10安和15安四個(gè)等級(jí)。它主要的特點(diǎn)就是有非常低的價(jià)格，還有節(jié)省空間。半導(dǎo)體

基于IGBT的電磁振蕩設(shè)計(jì)

前言 igbt是絕緣柵極雙極型晶體管。它是一種新型的功率開關(guān)器件，電壓控制器件,具有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、耐壓高方面的優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)實(shí)電力電子裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。在我們的設(shè)計(jì)中使用的是西門子公司生產(chǎn)的bsm50gb120，它的正常工作電流是50a，電壓為1200v，根據(jù)具體的情況需要，還可以選取其它型號(hào)的igbt。對(duì)于igbt的驅(qū)動(dòng)電路模塊，市場(chǎng)上也有賣的，其中典型的是exb840、2sd315a、ir2130等等。但是在家用電器中，考慮到驅(qū)動(dòng)保護(hù)特性，以及成本方面的因數(shù)，設(shè)計(jì)出了一種簡單實(shí)用的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。 通過電磁振蕩產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)，然后作用在鍋具(磁性的)上形成渦流，實(shí)現(xiàn)加熱功能的。使用這種方案的器具，憑借其衛(wèi)生、使用方便可靠，尤其是節(jié)能方面優(yōu)點(diǎn)更顯著，熱效率一般能夠達(dá)到90%多，所以在人們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，這種電磁振蕩方案以其結(jié)構(gòu)簡單清晰、可靠性高、成本低的特點(diǎn)，在實(shí)際中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。而且這種igbt驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路和電磁振蕩方案可以在家用電器中的電磁爐、電磁電飯鍋、電磁熱水壺、電磁熱水器等。 igbt的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路 igbt的驅(qū)動(dòng)電

IGBT核心技術(shù)及人才缺失 工藝技術(shù)缺乏

新型電力半導(dǎo)體器件的代表，igbt的產(chǎn)業(yè)化在我國還屬空白。無論技術(shù)、設(shè)備還是人才，我國都處于全方位的落后狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，電力半導(dǎo)體器件和集成電路在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中地位同樣重要，因此，政府應(yīng)該對(duì)igbt產(chǎn)業(yè)予以大力扶持。 眾所周知，電力電子技術(shù)可以提高用電效率，改善用電質(zhì)量，是節(jié)省能源的王牌技術(shù)。當(dāng)今以絕緣柵雙極晶體管(igbt)為代表的新型電力半導(dǎo)體器件是高頻電力電子線路和控制系統(tǒng)的核心開關(guān)元器件，它的性能參數(shù)將直接決定著電力電子系統(tǒng)的效率和可靠性。igbt已成為新型電力半導(dǎo)體器件的代表性器件，對(duì)大功率高頻電力電子裝置和系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展起著十分重要的推動(dòng)作用。 認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致igbt受冷落 igbt的產(chǎn)業(yè)化在我國還屬空白。雖然國家在“八五”和“九五”期間分別立項(xiàng)支持了igbt的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，但是由于各種客觀原因，這些攻關(guān)的成果只是做出了技術(shù)樣品，而沒能把技術(shù)樣品變?yōu)楣こ坍a(chǎn)品并且實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。 很長時(shí)間以來，在半導(dǎo)體行業(yè)中有相當(dāng)一部分人認(rèn)為我們國家已掌握了0.15微米、8英寸的集成電路技術(shù)，igbt的0.5微米、6英寸的技術(shù)應(yīng)沒有太大難度。事實(shí)上它們的差別在于：集成電路

IGBT過流檢測(cè)原理及EXB840構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路

在負(fù)載短路過程中，集電極電流ic也隨柵極電壓+uge的增加而增加，并且是igbt允許的短路時(shí)間縮短。允許短路時(shí)間與柵極電壓的關(guān)系，如圖1-39所示。 它表明，允許的短路時(shí)間隨柵極電壓增加而減小。 因此，在有短路過程的設(shè)備中，igbt的+uge應(yīng)選用所必須的最低值。 igbt的過流檢測(cè)可采用集電極電壓識(shí)別方法，原理如圖1-40所示。其依據(jù)是，igbt的集電極飽和導(dǎo)通電壓uces與集電極電流呈近似線性關(guān)系。識(shí)別uces的大小，即可判斷出igbt集電極電流的大小，此外，igbt 的結(jié)溫升高后，在大電流情況下飽和壓降增加，也有利用過流檢測(cè)。 需要指出，處理過流后，要切斷集電極電流不能象正常工作時(shí)那樣快。因?yàn)檫^流時(shí)集電極電流很大，過快的切斷會(huì)由于di/dt過大，在主回路電感中引起很高的反電勢(shì)使igbt集電極產(chǎn)生尖峰電壓，這樣會(huì)損壞管子。因此，在允許的短路時(shí)間內(nèi)應(yīng)對(duì)igbt進(jìn)行慢速切斷。 圖1-41給出用exb840組成的保護(hù)電路實(shí)例。exb40具有過流檢測(cè)及切斷電路的功能， 并且對(duì)10μs以下的過流信號(hào)不予響應(yīng)。一旦確認(rèn)出現(xiàn)過流，它就低速切斷電路而慢速關(guān)斷igbt。電路的工作過程，簡

IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)中電壓、電阻對(duì)IGBT的影響

在igbt的柵極電路中，主要考慮的因素包括柵極電壓uge的正、負(fù)及柵極電阻rg的大小。它們對(duì)igbt的導(dǎo)通電壓、開關(guān)時(shí)間、開關(guān)損耗、承受短路能力及du/dt等參數(shù)均有不同程度的影響。 （1）柵極電壓uge的影響 從igbt的伏安特性曲線（圖1-33）上可以看出，當(dāng)柵極電壓uge小于閾值電壓時(shí)， 器件的集射極間沒有電流流過，它處于截止?fàn)顟B(tài)，只有當(dāng)大于時(shí)，集射極間才有電流流通，該電流的大小取決于uge。在具體使用時(shí)，一般選擇大于等于1.5～2.5倍的閾值電壓，這樣可獲得最小的導(dǎo)通壓降。 隨著uge的增加，器件的集射電壓uce降低，開關(guān)損耗也隨之下降。但是，uge不能隨意增加。當(dāng)它增加到一定程度后。會(huì)對(duì)igbt的負(fù)載短路能力及duce/dt有不利的影響，因此，對(duì)的選擇須折中考慮，通常取uge=15v。 雖然igbt為電壓控制器件，驅(qū)動(dòng)功率很小，但由于其內(nèi)部存在幾百至幾千微微法的輸人電容，仍需要一定大小的瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)電流，為了使igbt能很快的通斷，驅(qū)動(dòng)信號(hào)源內(nèi)阻要盡量?。▍⒖际剑?-21））。 此外。作為開關(guān)器件的igbt，在關(guān)斷時(shí)將承受較高的du/dt，這有可能使柵極電壓超過閾值電壓。為

介紹IGBT雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路

igbt驅(qū)動(dòng)電路 絕緣柵雙極型晶體管(igbt)在今天的電力電子領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際使用中除igbt自身外，igbt 驅(qū)動(dòng)器的作用對(duì)整個(gè)換流系統(tǒng)來說同樣至關(guān)重要。驅(qū)動(dòng)器的選擇及輸出功率的計(jì)算決定了換流系統(tǒng)的可靠性。驅(qū)動(dòng)器功率不足或選擇錯(cuò)誤可能會(huì)直接導(dǎo)致 igbt 和驅(qū)動(dòng)器損壞。 整個(gè)電路板的作用相當(dāng)于一個(gè)光耦隔離放大電路。它的核心部分是芯片hcpl-316j，其中由控制器(dsp-tms320f2812)產(chǎn)生xpwm1及xclear*信號(hào)輸出給hcpl-316j，同時(shí)hcpl-316j產(chǎn)生的igbt故障信號(hào)fault*給控制器。同時(shí)在芯片的輸出端接了由npn和pnp組成的推挽式輸出電路,目的是為了提高輸出電流能力，匹配igbt驅(qū)動(dòng)要求。 當(dāng)hcpl-316j輸出端vout輸出為高電平時(shí)，推挽電路上管(t1)導(dǎo)通，下管(t2)截止， 三端穩(wěn)壓塊lm7915輸出端加在igbt門極(vg1)上，igbt vce為15v，igbt導(dǎo)通。當(dāng)hcpl-316j輸出端vout輸出為低電平時(shí)，上管(t1)截止，下管(t1)導(dǎo)通，vce為-9v，igbt關(guān)斷。以上就是igbt的開通關(guān)斷過程

功率變換部分電路圖

igbt的門極驅(qū)動(dòng)電路密切地關(guān)系到其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。門極電路的正偏壓ugs、負(fù)偏壓－ugs和門極電阻rg的大小，對(duì)igbt的通態(tài)電壓，開關(guān)時(shí)間，開關(guān)損耗，承受短路能力以及dv/dt等參數(shù)均有不同程度的影響。 設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的一些注意事項(xiàng)如下： 1）連線長度應(yīng)盡量減少與igbt模塊各管腳的連線長度，尤其是門極引線的長度。如果實(shí)在無法減少其長度，可以用小磁環(huán)或一個(gè)小電阻與門極串聯(lián)。這兩個(gè)元件應(yīng)盡量靠近模塊門極，它們可以消除寄生震蕩。 2）精心布局器件盡量作到完全對(duì)稱，連線盡量同長度并且盡量減短加粗，盡可能用多股絞線。 3）泄放電阻在igbt的門極與源極之間，應(yīng)加11kω的泄放電阻。 4）正偏電壓ugs的影響當(dāng)ugs增加時(shí)，開通時(shí)間縮短，因而開通損耗減少，ugs的增加雖然對(duì)減小通態(tài)電壓和開通損耗有利，但是ugs不能隨意增加，當(dāng)增加到一定程度后，對(duì)igbt的負(fù)載短路能力以及dv/dt有不利影響，本電路采用ugs=15v。 5）負(fù)偏電壓－ugs的影響負(fù)偏電壓是很重要的門極驅(qū)動(dòng)條件，它直接影響igbt的可靠運(yùn)行。過高的dv/dt會(huì)產(chǎn)生較大的位移電流，使門極源極之間的電壓上升，并超過igbt

IPM模塊的內(nèi)部原理電路

ipm（intelligent power module），即智能功率模塊，不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起。而且還內(nèi)藏有過電壓，過電流和過熱等故障檢測(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到cpu.它由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng)，也可以保證ipm自身不受損壞。ipm一般使用igbt作為功率開關(guān)元件，內(nèi)藏電流傳感器及驅(qū)動(dòng)電路的集成結(jié)構(gòu)。ipm以其高可靠性，使用方便贏得越來越大的市場(chǎng)，尤其適合于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器和各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機(jī)械，電力牽引，伺服驅(qū)動(dòng)，變頻家電的一種非常理想的電力電子器件。 ipm的特點(diǎn)： ipm與以往igbt模塊及驅(qū)動(dòng)電路的組件相比具有如下特點(diǎn)： （1）內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)定了最佳的igbt驅(qū)動(dòng)條件，驅(qū)動(dòng)電路與igbt間的距離很短，輸出阻抗很低，因此，不需要加反向偏壓。所需電源為下橋臂1組，上橋臂3組，共4組。 （2）內(nèi)含過電流保護(hù)（oc）、短路保護(hù)（sc）。由于是通過檢測(cè)各[gbt集電極電流實(shí)現(xiàn)保護(hù)的，故不管哪個(gè)igbt發(fā)生異常，都能保護(hù)，特別是下橋臂短路和對(duì)地短路的保護(hù)。 （3）內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電源欠

電磁爐不良問題總結(jié)

限以下了，工作頻率在16k-18k之間，這是不允許，長期使用會(huì)對(duì)人的大腦和耳膜產(chǎn)生不良影響，也違反了無線電頻段管理的規(guī)定。主要是諧振回路沒有調(diào)整好，改變高壓電容或線圈盤的參數(shù)可以解決，但有的方案和機(jī)種可能功率會(huì)調(diào)不上去。也可能是工作頻率受到電路干擾產(chǎn)生高頻噪音，引起放鍋后，出現(xiàn)"吱吱"聲。5． 現(xiàn)在市面上的電磁爐基本在小功率控制時(shí)都是間斷加熱！這是為什么？有什么解決的方法嗎？a) 小占空比難滿足電路振蕩的基本條件，同步做起來麻煩。b) 因?yàn)殡姶艩t在工作時(shí)，其igbt是工作在高電壓，大電流情況下，在高功率時(shí)，igbt工作在比較良好的工作波形中，igbt發(fā)熱相對(duì)較小，整機(jī)工作穩(wěn)定性較好。但在功率越低時(shí)，igbt工作頻率越高，電流存在一定滯后的過程，igbt自身損耗發(fā)熱過高，如不以斷續(xù)加熱方式來實(shí)現(xiàn)小功率控制。igbt會(huì)很快就出現(xiàn)熱擊穿而損壞了。c) 還有一種辦法，更換電路工作方式，以半橋驅(qū)動(dòng)，工作就ok，我們已經(jīng)都作過了。6． 關(guān)于igbt損壞的問題：igbt的損壞主要是擊穿和過流。a) 過壓擊穿問題在保護(hù)電路完整的情況下基本沒問題，但是二次

大功率的MOSFET和IGBT驅(qū)動(dòng)芯片:IXYS的IXDN404應(yīng)用及改進(jìn)(轉(zhuǎn)貼)

大功率的mosfet和igbt驅(qū)動(dòng)芯片:ixys的ixdn404應(yīng)用及改進(jìn)(轉(zhuǎn)貼)大功率的mosfet和igbt驅(qū)動(dòng)芯片:ixys的ixdn404應(yīng)用及改進(jìn)(轉(zhuǎn)貼)來源：電源技術(shù)應(yīng)用 作者：朱選才 周惠升 [字體：大 中 小] (http://www.21ic.com/news/html/67/show10308.htm) 摘要：介紹了ixys公司大功率igbt驅(qū)動(dòng)芯片ixdn404的特點(diǎn)及性能，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)igbt驅(qū)動(dòng)的實(shí)際要求，設(shè)計(jì)出了一種具有過流保護(hù)及慢關(guān)斷功能的簡單有效的驅(qū)動(dòng)電路，給出了實(shí)際電路圖和驅(qū)動(dòng)波形。 關(guān)鍵詞：igbt；驅(qū)動(dòng)與保護(hù)；ixdn404引言絕緣柵晶體管igbt是近年來發(fā)展最快而且很有前途的一種復(fù)合型器件，并以其綜合性能優(yōu)勢(shì)在開關(guān)電源、ups、逆變器、變頻器、交流伺服系統(tǒng)、dc/dc變換、焊接電源、感應(yīng)加熱裝置、家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，在其使用過程中，發(fā)現(xiàn)了不少影響其應(yīng)用的問題，其中之一就是igbt的門極驅(qū)動(dòng)與保護(hù)。目前國內(nèi)使用較多的有富士公司生產(chǎn)的exb系列，三菱公司生產(chǎn)的m579系列，motorola公司生產(chǎn)的mc33153等驅(qū)動(dòng)電

今天一下午毀了3個(gè)eupec的IGBT，高手給點(diǎn)意見(有圖)

今天一下午毀了3個(gè)eupec的igbt，高手給點(diǎn)意見(有圖)今天一下午做igbt試驗(yàn)，igbt型號(hào)為ff300r12ke3，我用調(diào)壓器，三相整流橋，4個(gè)6800uf的電容搭建了一個(gè)簡易的直流供電平臺(tái)，直流電壓給定在240v左右。電容正極通過20歐，3.75kw功率電阻接igbt c極，igbt e極接電容負(fù)極。驅(qū)動(dòng)端g極外接電壓可調(diào)直流電源，電路圖如下 ：下面說說我燒毀igbt的經(jīng)過：第一個(gè)，忘了給g e端加控制電源，直接上電，直流240v，igbt完全燒壞，我詢問別人才知道不用的g e端要短接，第一個(gè)igbt壞第二個(gè)，igbt c e 端加240v直流，然后測(cè)量功率電阻兩端的電壓，發(fā)現(xiàn)無電壓，說明igbt沒有導(dǎo)通，這時(shí)用可調(diào)直流電源給g e上電，結(jié)果剛打開直流電源開關(guān)，（注意，這時(shí)直流電源輸出端打在0v），調(diào)壓器發(fā)出很大的電流聲，過了不到一分鐘，功率電阻開始冒煙，急忙關(guān)斷電源，測(cè)量igbt c e兩端，電阻只有幾百歐，雖然沒有導(dǎo)通卻沒了實(shí)用價(jià)值，第一個(gè)igbt壞。第三個(gè)，我對(duì)第二個(gè)igbt的燒毀很納悶，于是又弄來一個(gè)igbt，還是按照第二個(gè)的步驟上電，結(jié)果又燒了第三個(gè)，也是c e兩端沒有完

★★★論IGBT的發(fā)展與應(yīng)用★★★137-1410 2508★ QQ：173943820

★★★論igbt的發(fā)展與應(yīng)用★★★137-1410 2508★ qq：173943820★★★論igbt的發(fā)展與應(yīng)用★★★137-1410 2508★ qq：173943820電力電子器件的發(fā)展經(jīng)歷了晶閘管（scr）、可關(guān)斷晶閘管（gto）、晶體管（bjt）、絕緣柵晶體管（igbt）等階段。目前正向著大容量、高頻率、易驅(qū)動(dòng)、低損耗、模塊化、復(fù)合化方向發(fā)展，與其他電力電子器件相比，igbt具有高可靠性、驅(qū)動(dòng)簡單、保護(hù)容易、不用緩沖電路和開關(guān)頻率高等特點(diǎn)，為了達(dá)到這些高性能，采用了許多用于集成電路的工藝技術(shù)，如外延技術(shù)、離子注入、精細(xì)光刻等。要提高功率mosfet的耐壓能力，勢(shì)必增加高導(dǎo)通電阻，從而妨礙器件在高電壓、大電流范圍的應(yīng)用。針對(duì)這些缺陷，20世紀(jì)80年代誕生了功率igbt（絕緣柵雙極晶體管）器件，20世紀(jì)90年代初進(jìn)入實(shí)用化。近幾年來，功率igbt的性能提高很快，額定電流已達(dá)數(shù)百安培，耐壓達(dá)1500v以上，而且還在不斷提高。由于igbt器件具有pin二極管的正向特性，p溝功率igbt的特性不比n溝igbt差多少，這非常有利于在應(yīng)用中采取互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，從而擴(kuò)大其在交流和數(shù)字控制技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用

大功率諧振過渡軟開關(guān)技術(shù)變頻器研究（3）

圖3給出了用ic電路實(shí)現(xiàn)輔助開關(guān)控制的邏輯實(shí)現(xiàn)圖。圖4給出作者設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)際的用ic器件實(shí)現(xiàn)輔助開關(guān)控制的邏輯電路實(shí)例照片。當(dāng)然，ic電路部分還可以用cpu來實(shí)現(xiàn)。 圖3 輔助開關(guān)控制的邏輯實(shí)現(xiàn)圖 圖4 用ic電路實(shí)現(xiàn)輔助開關(guān)控制的實(shí)際電路 4 開關(guān)功率器件驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路是控制電路與主電路的接口，在大功率變頻器的設(shè)計(jì)中，由于開關(guān)功率器件容量較大，因此，需要一定的驅(qū)動(dòng)功率，而且，由于主電路中干擾信號(hào)很強(qiáng)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路抗干擾和隔離噪聲的能力也有較高的要求。對(duì)igbt驅(qū)動(dòng)電路的一般要求如下。 1）關(guān)于柵極驅(qū)動(dòng)電壓 igbt開通時(shí)，正向柵極電壓的值應(yīng)足以使igbt完全飽和，并使通態(tài)損耗減至最小，同時(shí)，也應(yīng)限制短路電流和它所帶來的功率應(yīng)力。在任何情況下，開通時(shí)的柵極驅(qū)動(dòng)電壓，應(yīng)該在12～20v之間。當(dāng)柵極電壓為零時(shí)，igbt處于斷態(tài)。但是，為了保證igbt在集電極—發(fā)射極電壓上出現(xiàn)dv/dt噪聲時(shí)仍保持關(guān)斷，必須在柵極上施加一個(gè)反向偏壓，采用反向偏壓還減少了關(guān)斷損耗。反向偏壓應(yīng)該在－5v～－15v之間。 2）柵極串聯(lián)電阻（rg） 選擇