1.IGBT的基礎知識

IGBT是電壓控制型器件，它只有開關(guān)特性（通和斷兩種狀態(tài)），沒有放大特性。由IGBT等效電路可知，它是以晶體管為主導元件，以MOS管為驅(qū)動元件的達林頓結(jié)構(gòu)。當柵極電壓Uge達到開啟電壓，IGBT導通，當Uge=0或者負電壓時（負電壓作用：可靠關(guān)斷），IGBT斷開。

常見的有IGBT單管和IGBT模塊兩種結(jié)構(gòu)。

晶體管、MOS管、IGBT比較

2.IGBT主要參數(shù)

士蘭微某款I(lǐng)GBT規(guī)格書

士蘭微某款I(lǐng)GBT規(guī)格書

①集電極—射極電壓（VCE）：截止狀態(tài)下集電極與發(fā)射極之間能夠承受的最大電壓。

②柵極—射極電壓（Vge）：柵極與發(fā)射極之間允許施加的最大電壓，通常為±20V。柵極的電壓信號控制IGBT的導通和關(guān)斷，其電壓不可超過Vge值。

③集電極電流（IC）：IGBT在飽和導通狀態(tài)下，允許持續(xù)通過的最大電流。

④飽和壓降Vce（sat）：IGBT在飽和導通狀態(tài)下，集電極與發(fā)射極之間的壓降。該值越小，則管子工作時的功率損耗越小。

⑤開關(guān)時間：它包括導通時間ton和關(guān)系時間toff。導通時間ton又包含導通延遲時間td和上升時間tr。關(guān)斷時間toff又包含關(guān)斷延遲時間td和下降時間tf。

3.IGBT驅(qū)動電路

由于功率IGBT在電力電子設備中多用于高壓場合，所以驅(qū)動電路必須與整個控制電路在電位上完全隔離，主要的途徑及其優(yōu)缺點如下表所示。

驅(qū)動電路與控制電路隔離的途徑及優(yōu)缺點

脈沖變壓器驅(qū)動電路

說明：V1～V4組成脈沖變壓器一次側(cè)驅(qū)動電路，通過控制V1、V4和V2、V3的輪流導通，將驅(qū)動脈沖加至變壓器的一次側(cè)，二次側(cè)通過電阻R1與IGBT5柵極相連，R1、R2防止IGBT5柵極開路并提供充放電回路，R1上并聯(lián)的二極管為加速二極管，用以提高IGBT5的開關(guān)速度，穩(wěn)壓二極管VS1、VS2的作用是限制加在IGBT5g-e端的電壓，避免過高的柵射電壓擊穿柵極。柵射電壓一般不應超過20V。

光耦驅(qū)動電路

說明：由于IGBT是高速器件，所選用的光耦必須是小延時的高速型光耦，由PWM控制器輸出的方波信號加在三極管V1的基極，V1驅(qū)動光耦將脈沖傳遞至整形放大電路IC1，經(jīng)IC1放大后驅(qū)動由V2、V3組成的對管（V2、V3應選擇β》100的開關(guān)管）。對管的輸出經(jīng)電阻R1驅(qū)動IGBT4，R3為柵射結(jié)保護電阻，R2與穩(wěn)壓管VS1構(gòu)成負偏壓產(chǎn)生電路，VS1通常選用1W/5.1V的穩(wěn)壓管。此電路的特點是只用1組供電就能輸出正負驅(qū)動脈沖，使電路比較簡潔。

IGBT模塊驅(qū)動典型電路

說明：應用成品驅(qū)動模塊電路來驅(qū)動IGBT，具備過流軟關(guān)斷、高速光耦隔離、欠壓鎖定、故障信號輸出等功能。由于這類模塊具有保護功能完善、免調(diào)試、可靠性高的優(yōu)點，所以應用這類模塊驅(qū)動IGBT可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品可靠性。
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