IGBT常用的過(guò)流保護(hù)措施有哪些?IGBT開關(guān)特性解讀
一直以來(lái),IGBT都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在,小編將為大家?guī)?lái)IGBT的相關(guān)介紹,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。
一、IGBT的開關(guān)特性解讀
IGBT的開關(guān)機(jī)理與VDMOS完全一樣,由MOS柵來(lái)控制其開通和關(guān)斷。所不同的是IGBT比VDMOS在漏極多了一個(gè)PN結(jié),在導(dǎo)通過(guò)程中有少子空穴的參與,這就是所謂的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。這一效應(yīng)使得IGBT在相同的耐壓下的通態(tài)壓降比VDMOS的低。由于在漂移區(qū)內(nèi)空穴的存在,在IGBT關(guān)斷時(shí),這些空穴必須從漂移區(qū)內(nèi)消失,與VDMOS的多子器件相比,IGBT雙極器件的關(guān)斷需要更長(zhǎng)的時(shí)間。
各個(gè)廠家對(duì)于Eon和Eoff的起始標(biāo)準(zhǔn)可能有所差異,對(duì)比時(shí),最好進(jìn)行統(tǒng)一,當(dāng)然最好能夠進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)對(duì)比,這樣較為科學(xué)和可靠。
IGBT的主要開關(guān)參數(shù):
①開通時(shí)間 (td(on)+tr) —器件從阻斷狀態(tài)到開通狀態(tài)所需要的時(shí) 間
②關(guān)斷時(shí)間 (td(off)+tf) —器件從開通狀態(tài)到阻斷狀態(tài)所需要的時(shí) 間
③開通能量(Eon)—器件在開通時(shí)的能量損耗
④關(guān)斷能量(Eoff)—器件在關(guān)斷時(shí)的能量損耗
二、IGBT常用的過(guò)流保護(hù)措施
IGBT發(fā)生短路時(shí),電流上升至4倍額定電流以上,最終IGBT是要將這個(gè)電流關(guān)斷掉的,這時(shí)的電流的數(shù)值比平常變流器額定工作時(shí)的電流高了很多,所以此時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰也是非常高的。為了防止電壓尖峰損壞IGBT,還需要引入我們昨天聊過(guò)的電路——有源鉗位電路,但并不是所有的驅(qū)動(dòng)電路都需要配備有源鉗位功能,容量比較大的IGBT,就比較有必要配置此電路。
下面我們簡(jiǎn)單地介紹下常用的過(guò)流和保護(hù)措施:
1、小功率IGBT模塊
對(duì)于小功率IGBT模塊,通常采用直接串電阻的方法來(lái)檢測(cè)器件輸出電流,從而判斷過(guò)電流故障,通過(guò)電阻檢測(cè)時(shí),無(wú)延遲;輸出電路簡(jiǎn)單;成本低;但檢測(cè)電路與主電路不隔離,檢測(cè)電阻上有功耗,因此,只適合小功率IGBT模塊。比如:5.5KW以下的變頻器。
2、中功率IGBT模塊
中功率IGBT模塊的電流檢測(cè)與過(guò)流、短路保護(hù),一種方法是仍然采用電阻檢測(cè)法,為了降低電阻產(chǎn)生功耗及發(fā)熱生產(chǎn)的影響,可把帶散熱器件的取樣電阻固定在散熱器上,以測(cè)量更大的電流。
3、中、大功率IGBT模塊
對(duì)于大、中功率IGBT模塊的電流檢測(cè)與過(guò)流保護(hù)常采用電流傳感器。但需注意要選擇滿足響應(yīng)速度要求的電流傳感器。由于需要配置檢測(cè)電源,成本較高,但檢測(cè)電路與主電路隔離,適用于大功率的IGBT模塊。保護(hù)電路動(dòng)作的時(shí)間須在10us之內(nèi)完成。
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