導讀:IGBT（絕緣柵雙極性晶體管）是一種用MOS來(lái)控制晶體管的新型電力電子器件，具有電壓高、電流大、頻率高、導通電阻小等特點(diǎn)，因而廣泛應用在變頻器的逆變電路中。但由于IGBT的耐過(guò)流能力與耐過(guò)壓能力較差，一旦出現意外就會(huì )使它損壞。
詳解IGBT系統[圖文]
IGBT，中文名字為絕緣柵雙極型晶體管，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(dòng)功 率小和開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn)（控制和響應），又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(diǎn)（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。
理想等效電路與實(shí)際等效電路如圖所示：
IGBT 的靜態(tài)特性一般用不到，暫時(shí)不用考慮，重點(diǎn)考慮動(dòng)態(tài)特性（開(kāi)關(guān)特性）。
動(dòng)態(tài)特性的簡(jiǎn)易過(guò)程可從下面的表格和圖形中獲�。�
IGBT的開(kāi)通過(guò)程
IGBT 在開(kāi)通過(guò)程中，分為幾段時(shí)間
1.與MOSFET類(lèi)似的開(kāi)通過(guò)程，也是分為三段的充電時(shí)間
2.只是在漏源DS電壓下降過(guò)程后期，PNP晶體管由放大區至飽和過(guò)程中增加了一段延遲時(shí)間。
在上面的表格中，定義了了：開(kāi)通時(shí)間Ton，上升時(shí)間Tr和Tr.i
除了這兩個(gè)時(shí)間以外，還有一個(gè)時(shí)間為開(kāi)通延遲時(shí)間td.on:td.on=Ton-Tr.i
IGBT在關(guān)斷過(guò)程
IGBT在關(guān)斷過(guò)程中，漏極電流的波形變?yōu)閮啥?/font>
功率器件在綠色節能設計中的應用【IGBT、MOSFET】
功率器件是功率電子技術(shù)的核心器件，特別是IGBT模塊和MOSFET器件被廣泛應用于工業(yè)設備、汽車(chē)電子、家電等領(lǐng)域，為這些領(lǐng)域的節能提供了幫助。在世界都需要節能的情況下，功率器件的重要性將日益提高，發(fā)展前景將更加光明。本專(zhuān)題為你呈現功率器件的最新資訊及其主要應用領(lǐng)域中的節能設計方案。
關(guān)于IGBT保護電路設計必知問(wèn)題
摘要：全面論述了IGBT的過(guò)流保護、過(guò)壓保護與過(guò)熱保護的有關(guān)問(wèn)題，并從實(shí)際應用中總結出各種保護方法，這些方法實(shí)用性強，保護效果好。
1 引言
IGBT（絕緣柵雙極性晶體管）是一種用MOS來(lái)控制晶體管的新型電力電子器件，具有電壓高、電流大、頻率高、導通電阻小等特點(diǎn)，因而廣泛應用在變頻器的逆變電路中。但由于IGBT的耐過(guò)流能力與耐過(guò)壓能力較差，一旦出現意外就會(huì )使它損壞。為此，必須但對IGBT進(jìn)行相關(guān)保護 本文從實(shí)際應用出發(fā)，總結出了過(guò)流、過(guò)壓與過(guò)熱保護的相關(guān)問(wèn)題和各種保護方法，實(shí)用性強，應用效果好。
圖1 IGBT的過(guò)流檢測
采用IGBT設計UPS的技術(shù)方案
在UPS 中使用的功率器件有雙極型功率晶體管、功率MOSFET、可控硅和IGBT，IGBT 既有功率MOSFET易于驅動(dòng)、控制簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)頻率高的優(yōu)點(diǎn)，又有功率晶體管的導通電壓低，通態(tài)電流大的優(yōu)點(diǎn)、使用IGBT 成為UPS 功率設計的首選，只有對IGBT的特性充分了解和對電路進(jìn)行可靠性設計，才能發(fā)揮IGBT 的優(yōu)點(diǎn)。本文介紹UPS中的IGBT 的應用情況和使用中的注意事項。
采用優(yōu)化高電壓IGBT設計高效率太陽(yáng)能逆變器
隨著(zhù)綠色電力運動(dòng)勢頭不減，包括家電、照明和電動(dòng)工具等應用，以至其他工業(yè)用設備都在盡可能地利用太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)。為了有效地滿(mǎn)足這些產(chǎn)品的需求，電源設計師正通過(guò)最少數量的器件、高度可靠性和耐用性，以高效率把太陽(yáng)能源轉換成所需的交流或者直流電壓。
要為這些應用以高效率生產(chǎn)所需的交流輸出電壓和電流，太陽(yáng)能逆變器就需要控制、驅動(dòng)器和輸出功率器件的正確組合。要達到這個(gè)目標，在這里展示了一個(gè)針對500W功率輸出進(jìn)行優(yōu)化，并且擁有120V及60Hz頻率的單相正弦波的直流到交流逆變器設計。在這個(gè)設計中，有一個(gè)DC/DC電壓轉換器連接到光伏電池板，為這個(gè)功率轉換器提供200V直流輸入。不過(guò)在這里沒(méi)有提供太陽(yáng)能電池板的詳細資料，因為那方面不是我們討論的重點(diǎn)。
IGBT高壓大功率驅動(dòng)和保護電路的設計方案
IGBT在以變頻器及各類(lèi)電源為代表的電力電子裝置中得到了廣泛應用。IGBT集雙極型功率晶體管和功率MOSFET的優(yōu)點(diǎn)于一體，具有電壓控制、輸入阻抗大、驅動(dòng)功率小、控制電路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)損耗小、通斷速度快和工作頻率高等優(yōu)點(diǎn)。
但是，IGBT和其它電力電子器件一樣，其應用還依賴(lài)于電路條件和開(kāi)關(guān)環(huán)境。因此，IGBT的驅動(dòng)和保護電路是電路設計的難點(diǎn)和重點(diǎn)，是整個(gè)裝置運行的關(guān)鍵環(huán)節。
三相逆變器中IGBT的幾種驅動(dòng)電路的分析
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80年代，為了給高電壓應用環(huán)境提供一種高輸入阻抗的器件，有人提出了絕緣門(mén)極雙極型晶體管（IGBT）［1］。在IGBT中，用一個(gè)MOS門(mén)極區來(lái)控制寬基區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)特性相結合的非常誘人的器件，它具有控制功率小、開(kāi)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）和交流電機調速系統的設計中，它是目前最為常見(jiàn)的一種器件。
實(shí)用IGBT焊接電源方案及炸管對策
實(shí)用IGBT焊接電源方案及炸管對策！逆變電焊機=逆變焊接電源+焊接裝置。只要做好逆變焊接電源，那么系列產(chǎn)品就迎刃而解。影響逆變焊接電源可靠性的主要問(wèn)題是“炸管。為了研究“炸管“！
首先分析逆變焊接電源的構成原理：
可以概括為：一個(gè)“橋路 “，和二個(gè)“回路“。
1.1一個(gè)“橋路 “;選取的方案有硬開(kāi)關(guān)及軟開(kāi)關(guān)電路，目前比較有實(shí)用價(jià)值的軟開(kāi)關(guān)電路叫有限雙極性，但本人認為其電路有一臂是軟開(kāi)關(guān)，而另一臂是更加硬的硬開(kāi)關(guān)，更易“炸管“！商品機當前不易采用！
智能IGBT在汽車(chē)點(diǎn)火系統中的應用
要產(chǎn)生火花，所需的器件包括電源、電池、變壓器（即點(diǎn)火線(xiàn)圈），以及用于控制變壓器初級電流的開(kāi)關(guān)。電子學(xué)教科書(shū)告訴我們V=Ldi/dt。因此，如果線(xiàn)圈初級繞組中的電流發(fā)生瞬間變化（即di/dt值很大），初級繞組上將產(chǎn)生高壓。如果該點(diǎn)火線(xiàn)圈的匝比為N，就能按該繞線(xiàn)匝數比放大原邊電壓。結果是次級上將產(chǎn)生10kV到20kV的電壓，橫跨火花塞間隙。一旦該電壓超過(guò)間隙周?chē)諝獾慕殡姵�，將擊穿間隙而形成火花。該火花會(huì )點(diǎn)燃燃油與空氣的混合物，從而產(chǎn)生引擎工作所需的能量（如圖1）。
圖1：汽車(chē)點(diǎn)火系統
合理選擇IGBT提高太陽(yáng)能逆變器效能
如今市場(chǎng)上先進(jìn)功率元件的種類(lèi)數不勝數，工程人員要為一項應用選擇到合適的功率元件，的確是一項艱巨的工作。就以太陽(yáng)能逆變器應用來(lái)說(shuō)，絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 能比其他功率元件提供更多的效益，其中包括高載流能力、以電壓而非電流進(jìn)行控制，并能使逆并聯(lián)二極管與IGBT配合。本文將介紹如果利用全橋逆變器拓撲及選用合適的IGBT，使太陽(yáng)能應用的功耗降至最低。
太陽(yáng)能逆變器是一種功率電子電路，能把太陽(yáng)能電池板的直流電壓轉換為交流電壓來(lái)驅動(dòng)家用電器、照明及電機工具等交流負載。如圖1所示，太陽(yáng)能逆變器的典型架構一般采用四個(gè)開(kāi)關(guān)的全橋拓撲。
IGBT的一種驅動(dòng)和過(guò)流保護電路的設計
絕緣柵雙極晶體管（Insulated Gate Bipolar Tramistor，IGBT）是MOSFET與GTR的復合器件，因此，它既具有MOSFET的工作速度快、開(kāi)關(guān)頻率高、輸入阻抗高、驅動(dòng)電路簡(jiǎn)單、熱溫度性好的優(yōu)點(diǎn)，又包含了GTR的載流量大、阻斷電壓高等多項優(yōu)點(diǎn)．是取代GTR的理想開(kāi)關(guān)器件。IGBT目前被廣泛使用的具有自關(guān)斷能力的器件，廣泛應用于各類(lèi)固態(tài)電源中。IGBT的工作狀態(tài)直接影響整機的性能，所以合理的驅動(dòng)電路對整機顯得很重要，但是如果控制不當，它很容易損壞，其中一種就是發(fā)生過(guò)流而使IGBT損壞，本文主要研究了IGBT的驅動(dòng)和短路保護問(wèn)題，就其工作原理進(jìn)行分析，設計出具有過(guò)流保護功能的驅動(dòng)電路，并進(jìn)行了仿真研究。
CPLD在IGBT驅動(dòng)設計中的應用
隨著(zhù)國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，變頻調速裝置的應用越來(lái)越廣泛。如何打破國外產(chǎn)品的壟斷，已成為一個(gè)嚴肅的課題擺在我國工程技術(shù)人員的面前。
在某型號大功率變頻調速裝置中，由于裝置的尺寸較大，考慮到結構和散熱的條件，主控板上ＤＳＰ產(chǎn)生的ＰＷＭ信號需經(jīng)過(guò)較長(cháng)的距離才能送到ＩＧＢＴ逆變單元中。為保證ＰＷＭ信號傳輸的準確性和可靠性，必須解決以下幾個(gè)問(wèn)題：首先是抗干擾問(wèn)題變頻器工作時(shí)，ＩＧＢＴ的開(kāi)關(guān)動(dòng)作會(huì )產(chǎn)生高頻干擾信號 其次是如何保證ＰＷＭ信號的前、后沿質(zhì)量，減少ＩＧＢＴ開(kāi)關(guān)動(dòng)作的過(guò)渡過(guò)程最后是如何減少布線(xiàn)電感，盡可能縮短ＰＷＭ信號傳輸距離，避免過(guò)多的內部連線(xiàn)。 |
