你的位置:首頁(yè) > 測(cè)試測(cè)量 > 正文

專(zhuān)家指引:如何選擇最適合電路的IGBT?

發(fā)布時(shí)間:2015-02-01 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】IGBT的全稱(chēng)是絕緣柵雙極型晶體管,它具有電壓驅(qū)動(dòng)型、通態(tài)壓降低、輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好、高電壓、大電流的優(yōu)點(diǎn)。在電路中,選擇一個(gè)最佳的IGBT對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。本文就由專(zhuān)家指引,研究如何選擇最佳的IGBT.

IGBT是絕緣柵雙極型晶體管是八十年代初誕生,并且在九十年代迅速發(fā)展起來(lái)的新型復(fù)合電力電子器件。IGBT將MOSFET與GTR的優(yōu)點(diǎn)集于一身.IGBT的新技術(shù)、新工藝不斷有新的突破;應(yīng)用頻率硬開(kāi)關(guān)5KHz~40KHz,軟開(kāi)關(guān)40KHz~150KHz;功率從五千瓦到幾百千瓦的應(yīng)用場(chǎng)合。IGBT器件將不斷開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域,為高效節(jié)能、節(jié)材,為新能源、工業(yè)自動(dòng)化(高頻電焊機(jī)、高頻超聲波、逆變器、斬波器、UPS/EPS、感應(yīng)加熱)提供了新的商機(jī)。為了使初次使用者正確用好IGBT模塊,最大限度地發(fā)揮IGBT模塊的作用,以下是最基本的使用說(shuō)明。

(一)依據(jù)裝置負(fù)載的工作電壓和額定電流以及使用頻率,選擇合適規(guī)格的模塊。

用戶使用模塊前請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀模塊參數(shù)數(shù)據(jù)表,了解模塊的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo);根據(jù)模塊各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)確定使用方案,計(jì)算通態(tài)損耗和開(kāi)關(guān)損耗,選擇相匹配的散熱器及驅(qū)動(dòng)電路。

(二)IGBT模塊的使用

1.防止靜電 IGBT是靜電敏感器件,為了防止器件受靜電危害,應(yīng)注意以下兩點(diǎn):

①I(mǎi)GBT模塊驅(qū)動(dòng)端子上的黑色海綿是防靜電材料,用戶用接插件引線時(shí)取下防靜電材料立即插上引線;在無(wú)防靜電措施時(shí),不要用手觸摸驅(qū)動(dòng)端子。

②驅(qū)動(dòng)端子需要焊接時(shí),設(shè)備或電烙鐵一定要接地。

2.選擇和使用

①請(qǐng)?jiān)诋a(chǎn)品的最大額定值(電壓、電流、溫度等)范圍內(nèi)使用,一旦超出最大額定值,可能損壞產(chǎn)品,特別是IGBT外加超出VCES的電壓時(shí)可能發(fā)生雪崩擊穿現(xiàn)象從而使元件損壞,請(qǐng)務(wù)必在VCES的額定值范圍內(nèi)使用!工作使用頻率愈高,工作電流愈小;源于可靠性的原因,必須考慮安全系數(shù)。如果使用前需要測(cè)試請(qǐng)務(wù)必使用適當(dāng)?shù)臏y(cè)試設(shè)備,以免測(cè)試損壞(特別是IGBT和FRED模塊需要專(zhuān)業(yè)的測(cè)試設(shè)備,請(qǐng)勿使用非專(zhuān)業(yè)的設(shè)備測(cè)試其電壓的最大值)。

②驅(qū)動(dòng)電路:由于IGBT Vce(sat)和短路耐量之間的折衷關(guān)系,建議將柵極電壓選為+VG=14~15V,-VG=5~10V,要確保在模塊的驅(qū)動(dòng)端子上的驅(qū)動(dòng)電壓和波形達(dá)到驅(qū)動(dòng)要求; 柵極電阻Rg與IGBT的開(kāi)通和關(guān)斷特性密切相關(guān),減小Rg值開(kāi)關(guān)損耗減少,下降時(shí)間減少,關(guān)斷脈沖電壓增加;反之,柵極電阻Rg值增加時(shí),會(huì)增加開(kāi)關(guān)損耗,影響開(kāi)關(guān)頻率;應(yīng)根據(jù)浪涌電壓和開(kāi)關(guān)損耗間最佳折衷(與頻率有關(guān))選擇合適的Rg值,一般選為5Ω至100Ω之間。為防止柵極開(kāi)路,建議靠近柵極與發(fā)射極間并聯(lián)20K~30KΩ電阻。驅(qū)動(dòng)布線要盡量短且采用雙絞線;在電源合閘時(shí)請(qǐng)先投入驅(qū)動(dòng)控制部分的電源,使其驅(qū)動(dòng)電路工作后再投入主電路電源。

③保護(hù)電路:IGBT模塊使用在高頻時(shí)布線電感容易產(chǎn)生尖峰電壓,必須注意減少布線電感和元件的配置,應(yīng)注意以下保護(hù)項(xiàng)目:過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、柵極過(guò)壓及欠壓保護(hù)、安全工作區(qū)、過(guò)溫保護(hù)。

④吸收電路: 由于IGBT開(kāi)關(guān)速度快,容易產(chǎn)生浪涌電壓,必須設(shè)有浪涌鉗位電路。

⑤并聯(lián)使用: 應(yīng)考慮柵極電路、線路布線、電流不平衡和器件之間的溫度不平衡等問(wèn)題。

⑥使用時(shí)請(qǐng)避開(kāi)產(chǎn)生腐蝕氣體和嚴(yán)重塵埃的場(chǎng)所。

(三)IGBT 安裝

①散熱器應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境及模塊參數(shù)進(jìn)行匹配選擇,以保證模塊工作時(shí)對(duì)散熱器的要求。

②散熱器表面的光潔度應(yīng)小于10mm,每個(gè)螺絲之間的平面扭曲小于10mm。為了減少接觸熱阻,推薦在散熱器與模塊之間涂上一層很薄的導(dǎo)熱硅脂,模塊均勻受力后,從模塊邊緣可看出有少許導(dǎo)熱硅脂擠出為最佳。

③模塊安裝在散熱器上時(shí),螺釘需用說(shuō)明書(shū)中給出的力矩?cái)Q緊。力矩不足導(dǎo)致熱阻增加或運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)螺釘松動(dòng)。力矩過(guò)大可能損壞模塊外殼或是破壞模塊絕緣。

④僅安裝一個(gè)模塊時(shí),裝在散熱器中心位置,使熱阻效果最佳。

⑤安裝幾個(gè)模塊時(shí),應(yīng)根據(jù)每個(gè)模塊發(fā)熱情況留出相應(yīng)的空間,發(fā)熱大的模塊應(yīng)留出較多得空間。

⑥兩點(diǎn)安裝緊固螺絲時(shí),先依次緊固額定力矩的1/3,然后反次達(dá)到額定力矩。

⑦四點(diǎn)安裝和兩點(diǎn)安裝類(lèi)似,IGBT長(zhǎng)的方向順著散熱器的紋路。緊固螺絲時(shí),依次對(duì)角緊固1/3額定力矩,然后反次達(dá)到額定力矩。

⑧使用帶紋路的散熱器時(shí),IGBT長(zhǎng)的方向順著散熱器的紋路,以減少散熱器的變形。兩只模塊在一個(gè)散熱器上安裝時(shí),短的方向并排擺放,中間留出足夠的距離,主要是風(fēng)機(jī)散熱時(shí)減少熱量迭加,容易散熱,最大限度發(fā)揮散熱器的效率。二是模塊端子容易連接,有利于減少雜散電感,尤其高頻使用時(shí)更重要。

⑨最后需要注意的是在連接器件時(shí),連接模塊的母線排不能給模塊主端子電極造成過(guò)大的機(jī)械和熱應(yīng)力,以免模塊電極的內(nèi)部焊接斷裂或電極端子發(fā)熱在模塊上產(chǎn)生過(guò)熱。

相關(guān)閱讀:

能源專(zhuān)家偏愛(ài)切換損耗少2倍的HS3 IGBT不是沒(méi)道理!
工程師詳解:如何通過(guò)IGBT熱計(jì)算來(lái)優(yōu)化電源設(shè)計(jì)
解析IGBT脈沖激光電源的工作原理與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

要采購(gòu)開(kāi)關(guān)么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
熱門(mén)搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉