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由于IGBT模块为MOSFET结构,IGBT的栅通过一层氧化膜与发射实现电隔离。由于此氧化膜很薄,其击穿电压一般达到20~30V。因此因静电而导致栅击穿是IGBT失效的常见原因之一。
在使用IGBT模块时,尽量不要用手触摸驱动端子部分,当要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后,再触摸; 在用导电材料连接模块驱动端子时,在配线未接好之前请先不要接上模块; 尽量在底板良好接地的情况下操作。 在应用中有时虽然了栅驱动电压没有超过栅大额定电压,但栅连线的寄生电感和栅与集电间的电容耦合,也会产生使氧化层损坏的振荡电压。为此,通常采用双绞线来传送驱动信号,以减少寄生电感。在栅连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。
此外,在栅—发射间开路时,若在集电与发射间加上电压,则随着集电电位的变化,由于集电有漏电流流过,栅电位升高,集电则有电流流过。这时,如果集电与发射间存在高电压,则有可能使IGBT发热及至损坏。
一般保存IGBT模块的场所,应保持常温常湿状态,不应偏离太大。常温的规定为5~35℃ ,常湿的规定在45~75%左右。在冬天特别干燥的地区,需用加湿机加湿; 尽量远离有腐蚀性气体或灰尘较多的场合; 在温度发生急剧变化的场所IGBT模块表面可能有结露水的现象,因此IGBT模块应放在温度变化较小的地方; 保管时,须注意不要在IGBT模块上堆放重物; 装IGBT模块的容器,应选用不带静电的容器。
IGBT功率模块
IGBT功率模块采用IC驱动,各种驱动保护电路,IGBT芯片,新型封装技术,从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。PIM向高压大电流发展,其产品水平为1200—1800A/1800—3300V,IPM除用于变频调速外,600A/2000V的IPM已用于电力机车VVVF逆变器。平面低电感封装技术是大电流IGBT模块为有源器件的PEBB,用于舰艇上的发射装置。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术组装PEBB,大大降低电路接线电感,进步系统效率,现已开发成功第二代IPEM,其中所有的无源元件以埋层方式掩埋在衬底中。智能化、模块化成为IGBT发展热门。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上;
关于转换电压变化率
当驱动一个大的电感性负载时,在负载电压和电流间有一个很大的相移。当负载电流过零时,双向可控硅(晶闸管)开始换向,但由于相移的关系,电压将不会是零。所以要求可控硅(晶闸管)要迅速关断这个电压。如果这时换向电压的变化超过允许值时,就没有足够的时间使结间的电荷释放掉,而使双向可控硅(晶闸管)回到导通状态。
为了克服上述问题,可以在端子MT1和MT2之间加一个RC网络来限制电压的变化,以防止误触发。一般,电阻取100R,电容取100nF。值得注意的是此电阻不能省掉。
1、日本三社SanRex:可控硅模块;二极管模块;三相整流桥模块。
2、德国西门]康SEMIKRON: IGBT模块;可控硅模块;二极管模块;三相整流桥模块;平板型可控硅;螺栓型可控硅;螺栓型二极管。
3、德国英飞凌Infineon: IGBT模块; PIM模块;可控硅模块。
4、德国艾赛斯IXYS:快速恢复二极管模块;可控硅模块。
5、日本三菱MITSUBISHI: IGBT模块; IPM模块; PIM模块。
6、日本富士FUJI: IGBT模块; IPM模块;三相整流桥模块。
7、美国威士VISHAY:螺栓二极管;螺栓可控硅。
8、日本东芝TOSHIBA: IGBT模块;整流桥模块; GTO门极关断可控硅。
9、IGBT无感吸收电容:美国CDE;加拿大EACO:德国EPCOS。
10、英国西码WESTCODE:平板型可控硅;平板型二极管;螺栓型可控硅、螺栓型二极管。
11、意大利POSEICO:平板型可控硅;平板型二极管。
12、英国达尼克斯DYNEX:平板型可控硅;平板型二极管、GTO ]极可关断可控硅
13、瑞士ABB:平板型可控硅;平板型二极管、GTO门极可关断可控硅。
14、快速熔断器:美国BUSSMANN。
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