igbt模塊保護(hù)線路設(shè)計(jì)中的必備難題

2021-03-29

igbt模塊又稱絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)構(gòu)成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體元器件，具備MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩層面的特點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。igbt模塊綜合了上述2種元件的特點(diǎn)，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。特別適合用于直流電壓為600V及上述的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明線路、牽引傳動等領(lǐng)域。IGBT模塊因?yàn)榫邆涠喾N優(yōu)良的特性，使它取得了飛速的發(fā)展和普及，已應(yīng)用到電氣行業(yè)的各方各面。所以熟悉IGBT模塊特性，掌握選取及使用時的注意事項(xiàng)對具體中的使用是極為重要的。

前文用調(diào)整二極管的數(shù)量來調(diào)整過流保護(hù)動作點(diǎn)的方式，雖說簡易實(shí)用，但精確度不高。這主要是因?yàn)槊恳粋€二極管的通態(tài)壓降為固定數(shù)值，導(dǎo)致驅(qū)動模塊與IGBT集電極c中間的電壓不能連續(xù)可調(diào)。在實(shí)際工作中，改進(jìn)方式有兩種：

(1)調(diào)整二極管的型號與數(shù)量相結(jié)合。比如，IGBT的通態(tài)飽和壓降為2.65V，驅(qū)動模塊過流保護(hù)臨界動作電壓數(shù)值為7.84V時，那整個二極管上的通態(tài)壓降之和應(yīng)是7.84-2.65=5.19V，這時使用7個硅二極管與1個鍺二極管串連，其通態(tài)壓降之和為0.7×7+0.3×1=5.20V(硅管視為0.7V，鍺管視為0.3V)，則能不錯地達(dá)到搭配(2)二極管與電阻相結(jié)合。因?yàn)槎O管通態(tài)壓降的差異性，上面改進(jìn)方式難以精準(zhǔn)設(shè)定IGBT過流保護(hù)的臨界動作電壓值若用電阻替代1～2個二極管，如圖2(b)，則可做到精準(zhǔn)配合。

圖2

此外，因?yàn)橥粯虮凵系?個IGBT的操控信號重疊或開關(guān)器件自身延遲過長等因素，使上下2個IGBT直通，橋臂短路，這時電流量的上升率和浪涌沖擊電流量都很大，很容易毀壞IGBT因此，還可以設(shè)定橋臂互鎖保護(hù)，如圖3所顯示。圖上用2個與門對相同橋臂上的2個igbt模塊的驅(qū)動信號實(shí)現(xiàn)互鎖，使每一個igbt模塊的工作狀態(tài)都互為另1個igbt模塊驅(qū)動信號能否通過的限制條件，僅有在一個igbt模塊被確定關(guān)斷后，另1個igbt模塊才可以導(dǎo)通，如此嚴(yán)謹(jǐn)避免了臂橋短路導(dǎo)致過流情況的發(fā)生。

圖3

【推薦閱讀】
雙向可控硅組裝有哪些方式
以上就是傳承電子設(shè)計(jì)師"igbt模塊保護(hù)線路設(shè)計(jì)中的必備難題"介紹，傳承電子是一家以電力電子為專業(yè)領(lǐng)域的功率半導(dǎo)體模塊制造商，為眾多的企業(yè)公司提供功率半導(dǎo)體模塊的定制、生產(chǎn)和加工，同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業(yè)務(wù)。主要產(chǎn)品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導(dǎo)體模塊、各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的功率半導(dǎo)體模塊等。

上一篇：雙向可控硅組裝有哪些方式

下一篇：igbt模塊的過流保護(hù)線路設(shè)計(jì)

關(guān)注微信公眾號，了解更多資訊