在很多的設備里都會用到IGBT,大到高鐵電動汽車,小到空調電磁爐里面都有它,你可能會有三個疑問:IGBT是什么?它在以上幾個設備中到底起到了什么作用?它和貌似管有什么區別?
我們就從常見的開關說起,這邊給他接一個電源,右邊接一個負載,然后不停的開關這個開關,那么這個負載上的電壓波形就是這么一個pwm波。那這個電路看上去很簡單,但是它真的非常的重要,可以說在絕大部分的電路板上,你都能找到這個電路的影子。
比如說電動汽車內部的模型就是一個電池加一個電機,中間需要有一個電機調速器,這個點擊調速器里面最核心的部件其實就是這一個開關,通過高速的開關去產生一個pwm波,如果你要開的快一些 那就開關閉合的時間多一些,如果你要開的慢一些,那開關斷開的時間就多一些,又比如說空調廣告里經常會宣傳的變頻器,核心原理就是把220伏的交流電整流濾波變為直流電,然后使用一個開關控制pwm波去調節壓縮機電機的轉速,從而調節制冷量。
現實中我們需要讓單片機去控制這個開關,所以我們會找一顆mos管去替換掉這個開關,正常來說MOS管已經足夠應付常見的開關場景,但是在其他場景下就沒有辦法用MOS管來做開關了,比如igbt的應用場景,他們有一個共同的特點就是電壓特別高,這個就是問題的所在,對于MOS管來說它最大的問題就是不耐高壓,一般400V就到頭了,所以在高鐵、電動汽車等類似高電壓的場景下用MOS管就不太合適,很容易燒掉,那么有什么元器件是耐高壓的呢,答案是三極管,其耐壓可以做的非常高,甚至達到上千伏,但這樣也是不能直接用于汽車、高鐵這種高電壓電路中,這是因為三極管的電流不能承載過大的電流,再加上開關頻率限制了其的使用場景,可能有的人會想既然MOS管和三極管各有所長,那把這兩個連起來作用于電路中,那會是什么樣的呢?
把一個三極管和MOS管組合在一起使用,就可以在承受很高的電壓時又能夠承受很大的電流,而這個三極管和mos官的組合就是一個IGBT。
目前電路中MOS管,三極管,IGBT三者在選擇時,需要根據實際的應用場景來選擇,這三種元器件均不存在能同時滿足電流、耐壓、開關頻率個條件的元器件,只能根據實際情況使用,而這三者之外的新型材料碳化硅確實可以滿足這三個條件。
審核編輯 :李倩
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原文標題:IGBT半導體與MOS管、三極管的區別
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