在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來(lái)越的應(yīng)用，在較高頻率的大、率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。IGBT的等效電路如圖1所示。由圖1可知，若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓，則MOSFET導(dǎo)通，這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通；若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V，則MOS截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件，在它的柵極—發(fā)射極間施加十幾V的直流電壓，只有在uA級(jí)的漏電流流過(guò)，基本上不消耗功率。1、IGBT模塊的選擇IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關(guān)。其相互關(guān)系見(jiàn)下表。使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí)，所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。同時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗增大，使原件發(fā)熱加劇，因此，選用IGBT模塊時(shí)額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流。特別是用作高頻開(kāi)關(guān)時(shí)，由于開(kāi)關(guān)損耗增大，發(fā)熱加劇，選用時(shí)應(yīng)該降等使用。2、使用中的注意事項(xiàng)由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu)，IGBT的柵極通過(guò)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，其擊穿電壓一般達(dá)到20～30V。因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是IGBT失效的常見(jiàn)原因之一。因此使用中要注意以下幾點(diǎn)：在使用模塊時(shí)。單管IGBT:TO-247這種形式的封裝。一般電流從5A~75A左右。陜西MACMIC宏微IGBT模塊品質(zhì)優(yōu)異

反向關(guān)斷電壓只能達(dá)到幾十伏水平，因此限制了IGBT的某些應(yīng)用范圍。IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同，當(dāng)柵源電壓小于開(kāi)啟電壓Ugs(th)時(shí)，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導(dǎo)通后的大部分漏極電流范圍內(nèi)，Id與Ugs呈線性關(guān)系。高柵源電壓受大漏極電流限制，其佳值一般取為15V左右。動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性又稱開(kāi)關(guān)特性，IGBT的開(kāi)關(guān)特性分為兩大部分：一是開(kāi)關(guān)速度，主要指標(biāo)是開(kāi)關(guān)過(guò)程中各部分時(shí)間；另一個(gè)是開(kāi)關(guān)過(guò)程中的損耗。IGBT的開(kāi)關(guān)特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系。IGBT處于導(dǎo)通態(tài)時(shí)，由于它的PNP晶體管為寬基區(qū)晶體管，所以其B值極低。盡管等效電路為達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，但流過(guò)MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。此時(shí)，通態(tài)電壓Uds(on)可用下式表示：：Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh式中Uj1——JI結(jié)的正向電壓，其值為～1V；Udr——擴(kuò)展電阻Rdr上的壓降；Roh——溝道電阻。通態(tài)電流Ids可用下式表示：Ids=(1+Bpnp)Imos式中Imos——流過(guò)MOSFET的電流。由于N+區(qū)存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，所以IGBT的通態(tài)壓降小，耐壓1000V的IGBT通態(tài)壓降為2～3V。IGBT處于斷態(tài)時(shí)，只有很小的泄漏電流存在。IGBT在開(kāi)通過(guò)程中。湖南FUJI富士IGBT模塊批發(fā)采購(gòu)6單元的三項(xiàng)全橋IGBT拓?fù)?以FS開(kāi)頭。

很難裝入PEARSON探頭，更多的采用Rogowski-coil。需要注意的是Rogowski-coil的延時(shí)會(huì)比較大，而且當(dāng)電流變化率超過(guò)3600A/μs時(shí)，Rogowski-coil會(huì)有比較明顯的誤差。關(guān)于測(cè)試探頭和延時(shí)匹配也可同儀器廠家確認(rèn)。圖3-1IGBT關(guān)斷過(guò)程DUT：FF600R12ME4;CH2（綠色）-VGE，CH3（藍(lán)色）-ce，CH4（紅色）-Ic圖3-2IGBT開(kāi)通過(guò)程首先固定電壓和溫度，在不同的電流下測(cè)試IGBT的開(kāi)關(guān)損耗，可以得出損耗隨電流變化的曲線，并且對(duì)曲線進(jìn)行擬合，可以得到損耗的表達(dá)式。該系統(tǒng)的直流母線電壓小為540V，高為700V。而系統(tǒng)的IGBT的結(jié)溫的設(shè)計(jì)在125℃和150℃之間。分別在540V和700V母線電壓，及125℃和150℃結(jié)溫下重復(fù)上述測(cè)試，可以得到一系列曲線，如圖4所示。圖4：在不同的電流輸入條件下，以電壓和溫度為給定條件的IGBT的開(kāi)關(guān)損耗曲線依據(jù)圖4給出的損耗測(cè)試曲線，可以依據(jù)線性等效的方法得到IGBT的開(kāi)通損耗和關(guān)斷損耗在電流，電壓，結(jié)溫下的推導(dǎo)公式。同理也可以得到Diode在給定系統(tǒng)的電壓，電流，結(jié)溫設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的反向恢復(fù)損耗的推導(dǎo)公式：圖5：在不同的電流輸入條件下。

盡量不要用手觸摸驅(qū)動(dòng)端子部分，當(dāng)必須要觸摸模塊端子時(shí)，要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進(jìn)行放電后，再觸摸；在用導(dǎo)電材料連接模塊驅(qū)動(dòng)端子時(shí)，在配線未接好之前請(qǐng)先不要接上模塊；盡量在底板良好接地的情況下操作。在應(yīng)用中有時(shí)雖然保證了柵極驅(qū)動(dòng)電壓沒(méi)有超過(guò)柵極比較大額定電壓，但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合，也會(huì)產(chǎn)生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此，通常采用雙絞線來(lái)傳送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以減少寄生電感。在柵極連線中串聯(lián)小電阻也可以抑制振蕩電壓。此外，在柵極—發(fā)射極間開(kāi)路時(shí)，若在集電極與發(fā)射極間加上電壓，則隨著集電極電位的變化，由于集電極有漏電流流過(guò)，柵極電位升高，集電極則有電流流過(guò)。這時(shí)，如果集電極與發(fā)射極間存在高電壓，則有可能使IGBT發(fā)熱及至損壞。在使用IGBT的場(chǎng)合，當(dāng)柵極回路不正?；驏艠O回路損壞時(shí)（柵極處于開(kāi)路狀態(tài)），若在主回路上加上電壓，則IGBT就會(huì)損壞，為防止此類故障，應(yīng)在柵極與發(fā)射極之間串接一只10KΩ左右的電阻。在安裝或更換IGBT模塊時(shí)，應(yīng)十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度。為了減少接觸熱阻，比較好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導(dǎo)熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風(fēng)扇。第五代IGBT命名后綴為5。

對(duì)等效MOSFET的控制能力降低，通常還會(huì)引起器件擊穿問(wèn)題。晶閘管導(dǎo)通現(xiàn)象被稱為IGBT閂鎖，具體地說(shuō)，這種缺陷的原因互不相同，與器件的狀態(tài)有密切關(guān)系。通常情況下，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)閂鎖有如下主要區(qū)別：當(dāng)晶閘管全部導(dǎo)通時(shí)，靜態(tài)閂鎖出現(xiàn)，只在關(guān)斷時(shí)才會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)閂鎖。這一特殊現(xiàn)象嚴(yán)重地限制了安全操作區(qū)。為防止寄生NPN和PNP晶體管的有害現(xiàn)象，有必要采取以下措施：防止NPN部分接通，分別改變布局和摻雜級(jí)別，降低NPN和PNP晶體管的總電流增益。此外，閂鎖電流對(duì)PNP和NPN器件的電流增益有一定的影響，因此，它與結(jié)溫的關(guān)系也非常密切；在結(jié)溫和增益提高的情況下，P基區(qū)的電阻率會(huì)升高，破壞了整體特性。因此，器件制造商必須注意將集電極比較大電流值與閂鎖電流之間保持一定的比例，通常比例為1：5。IGBT模塊五種不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電路圖1.單管模塊，1in1模塊單管模塊的內(nèi)部由若干個(gè)IGBT并聯(lián)，以達(dá)到所需要的電流規(guī)格，可以視為大電流規(guī)格的IGBT單管。受機(jī)械強(qiáng)度和熱阻的限制，IGBT的管芯面積不能做得太電流規(guī)格的IGBT需要將多個(gè)管芯裝配到一塊金屬基板上。單管模塊外部標(biāo)簽上的等效電路如圖1所示，副發(fā)射極（第二發(fā)射極）連接到柵極驅(qū)動(dòng)電路，主發(fā)射極連接到主電路中。第1代和第二代采用老命名方式，一般為BSM**GB**DLC或者BSM**GB**DN2。北京SKM300GB12T4IGBT模塊國(guó)內(nèi)經(jīng)銷

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晶閘管等元件通過(guò)整流來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外整流器件還有很多，如：可關(guān)斷晶閘管GTO，逆導(dǎo)晶閘管，雙向晶閘管，整流模塊，功率模塊IGBT，SIT，MOSFET等等，這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅，通常人們都叫可控硅。是一種功率半導(dǎo)體器件，由于它效率高，控制特性好，壽命長(zhǎng)，體積小等優(yōu)點(diǎn)，自上個(gè)世紀(jì)六十長(zhǎng)代以來(lái)，獲得了迅猛發(fā)展，并已形成了一門的學(xué)科?！熬чl管交流技術(shù)”。晶閘管發(fā)展到，在工藝上已經(jīng)非常成熟，品質(zhì)更好，成品率大幅提高，并向高壓大電流發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)晶閘管大額定電流可達(dá)5000A，國(guó)外更大。我國(guó)的韶山電力機(jī)車上裝載的都是我國(guó)自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應(yīng)用：一、可控整流如同二極管整流一樣，可以把交流整流為直流，并且在交流電壓不變的情況下，方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流，實(shí)現(xiàn)交流——可變直流二、交流調(diào)壓與調(diào)功利用晶閘管的開(kāi)關(guān)特性代替老式的接觸調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器和飽和電抗器調(diào)壓。為了消除晶閘管交流調(diào)壓產(chǎn)生的高次諧波，出現(xiàn)了一種過(guò)零觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載交流功率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)即晶閘管調(diào)功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電：將三相高壓交流整流為高壓直流，由高壓直流遠(yuǎn)距離輸送以減少損耗。陜西MACMIC宏微IGBT模塊品質(zhì)優(yōu)異