目前,為了防止高dV/dt應(yīng)用于橋式電路中的IGBT時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)集電極電流,設(shè)計(jì)人員一般會(huì)設(shè)計(jì)柵特性是需要負(fù)偏置柵驅(qū)動(dòng)的IGBT。然而提供負(fù)偏置增加了電路的復(fù)雜性,也很難使用高壓集成電路(HVIC)柵驅(qū)動(dòng)器,因?yàn)檫@些IC是專為接地操作而設(shè)計(jì)──與控制電路相同。因此,研發(fā)有高dV/dt能力的IGBT以用于“單正向”柵驅(qū)動(dòng)器便為理想了。這樣的器件已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)了。器件與負(fù)偏置柵驅(qū)動(dòng)IGBT進(jìn)行性能表現(xiàn)的比較測(cè)試,在高dV/dt條件下得出優(yōu)越的測(cè)試結(jié)果。為了理解dV/dt感生開(kāi)通現(xiàn)象,我們必須考慮跟IGBT結(jié)構(gòu)有關(guān)的電容。圖1顯示了三個(gè)主要的IGBT寄生電容。集電極到發(fā)射極電容C,集電極到柵極電容C和柵極到發(fā)射極電容CGE。圖1IGBT器件的寄生電容這些電容對(duì)橋式變換器設(shè)計(jì)是非常重要的,大部份的IGBT數(shù)據(jù)表中都給出這些參數(shù):輸出電容,COES=CCE+CGC(CGE短路)輸入電容,CIES=CGC+CGE(CCE短路)反向傳輸電容,CRES=CGC圖2半橋電路圖2給出了用于多數(shù)變換器設(shè)計(jì)中的典型半橋電路。集電極到柵極電容C和柵極到發(fā)射極電容C組成了動(dòng)態(tài)分壓器。當(dāng)IGBT(Q2)開(kāi)通時(shí),低端IGBT(Q1)的發(fā)射極上的dV/dt會(huì)在其柵極上產(chǎn)生正電壓脈沖。對(duì)于任何IGBT。IGBT在關(guān)斷時(shí)不需要負(fù)柵壓來(lái)減少關(guān)斷時(shí)間,但關(guān)斷時(shí)間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。吉林加工Mitsubishi三菱IGBT模塊現(xiàn)貨
附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明限壓電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:100限壓電路、110一齊納二極管、120第二齊納二極管、200控制電路、300限流電路。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供一種igbt驅(qū)動(dòng)電路,將分立器件實(shí)現(xiàn)的限壓電路集成在芯片中,節(jié)省了面積,降低了成本,將限壓電路與igbt的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合在一個(gè)功能塊里進(jìn)一步節(jié)省了面積和成本,同時(shí)借助igbt的驅(qū)動(dòng)電路中的電阻限制了限壓支路的電流,降低了功耗,保護(hù)了驅(qū)動(dòng)芯片的安全,請(qǐng)參閱圖1,包括限壓電路100、控制電路200和限流電路300;請(qǐng)參閱圖1-2,限壓電路100包括:一齊納二極管110;第二齊納二極管120與一齊納二極管110串聯(lián),兩個(gè)齊納二極管的選擇由驅(qū)動(dòng)輸出限壓的大小決定;請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D1,控制電路200包括限壓電路控制輸入lp、電阻r2、下拉電阻r3和控制管n3,限壓電路控制輸入lp與電阻r2串聯(lián),電阻r2與控制管n3相串聯(lián)。吉林加工Mitsubishi三菱IGBT模塊現(xiàn)貨比較高柵源電壓受比較大漏極電流限制,其比較好值一般取為15V左右。
TC=℃)------通態(tài)平均電流VTM=V-----------通態(tài)峰值電壓VDRM=V-------------斷態(tài)正向重復(fù)峰值電壓IDRM=mA-------------斷態(tài)重復(fù)峰值電流VRRM=V-------------反向重復(fù)峰值電壓IRRM=mA------------反向重復(fù)峰值電流IGT=mA------------門(mén)極觸發(fā)電流VGT=V------------門(mén)極觸發(fā)電壓執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):QB-02-091.晶閘管關(guān)斷過(guò)電壓(換流過(guò)電壓、空穴積蓄效應(yīng)過(guò)電壓)及保護(hù)晶閘管從導(dǎo)通到阻斷,線路電感(主要是變壓器漏感LB)釋放能量產(chǎn)生過(guò)電壓。由于晶閘管在導(dǎo)通期間,載流子充滿元件內(nèi)部,在關(guān)斷過(guò)程中,管子在反向作用下,正向電流下降到零時(shí),元件內(nèi)部殘存著載流子。這些載流子在反向電壓作用下瞬時(shí)出現(xiàn)較大的反向電流,使殘存的載流子迅速消失,這時(shí)反向電流減小即diG/dt極大,產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)很大,這個(gè)電勢(shì)與電源串聯(lián),反向加在已恢復(fù)阻斷的元件上,可導(dǎo)致晶閘管反向擊穿。這就是關(guān)斷過(guò)電壓(換相過(guò)電壓)。數(shù)值可達(dá)工作電壓的5~6倍。保護(hù)措施:在晶閘管兩端并接阻容吸收電路。2.交流側(cè)過(guò)電壓及其保護(hù)由于交流側(cè)電路在接通或斷開(kāi)時(shí)出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程,會(huì)產(chǎn)生操作過(guò)電壓。高壓合閘的瞬間,由于初次級(jí)之間存在分布電容,初級(jí)高壓經(jīng)電容耦合到次級(jí),出現(xiàn)瞬時(shí)過(guò)電壓。
晶閘管等元件通過(guò)整流來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外整流器件還有很多,如:可關(guān)斷晶閘管GTO,逆導(dǎo)晶閘管,雙向晶閘管,整流模塊,功率模塊IGBT,SIT,MOSFET等等,這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅,通常人們都叫可控硅。是一種功率半導(dǎo)體器件,由于它效率高,控制特性好,壽命長(zhǎng),體積小等優(yōu)點(diǎn),自上個(gè)世紀(jì)六十長(zhǎng)代以來(lái),獲得了迅猛發(fā)展,并已形成了一門(mén)的學(xué)科?!熬чl管交流技術(shù)”。晶閘管發(fā)展到今,在工藝上已經(jīng)非常成熟,品質(zhì)更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)晶閘管大額定電流可達(dá)5000A,國(guó)外更大。我國(guó)的韶山電力機(jī)車上裝載的都是我國(guó)自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應(yīng)用:一、可控整流如同二極管整流一樣,可以把交流整流為直流,并且在交流電壓不變的情況下,方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流,實(shí)現(xiàn)交流——可變直流二、交流調(diào)壓與調(diào)功利用晶閘管的開(kāi)關(guān)特性代替老式的接觸調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器和飽和電抗器調(diào)壓。為了消除晶閘管交流調(diào)壓產(chǎn)生的高次諧波,出現(xiàn)了一種過(guò)零觸發(fā),實(shí)現(xiàn)負(fù)載交流功率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)即晶閘管調(diào)功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電:將三相高壓交流整流為高壓直流,由高壓直流遠(yuǎn)距離輸送以減少損耗。正式商用的IGBT器件的電壓和電流容量還很有限,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電力電子應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的需求。
溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在C、E兩極之間的P型區(qū)(包括P+和P-區(qū))(溝道在該區(qū)域形成),稱為亞溝道區(qū)(Subchannelregion)。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)(Draininjector),它是IGBT特有的功能區(qū),與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管,起發(fā)射極的作用,向漏極注入空穴,進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制,以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極(即集電極C)。IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道,給PNP(原來(lái)為NPN)晶體管提供基極電流,使IGBT導(dǎo)通。反之,加反向門(mén)極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N-溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N-層的空穴(少子),對(duì)N-層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小N-層的電阻,使IGBT在高電壓時(shí),也具有低的通態(tài)電壓。IGBT原理方法IGBT是將強(qiáng)電流、高壓應(yīng)用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然進(jìn)化。由于實(shí)現(xiàn)一個(gè)較高的擊穿電壓BVDSS需要一個(gè)源漏通道,而這個(gè)通道卻具有很高的電阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)數(shù)值高的特征,IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些主要缺點(diǎn)。雖然新一代功率MOSFET器件大幅度改進(jìn)了RDS(on)特性。IGBT導(dǎo)通時(shí)的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。上海常見(jiàn)Mitsubishi三菱IGBT模塊現(xiàn)貨
當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N-層的空穴(少子),對(duì)N-層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制。吉林加工Mitsubishi三菱IGBT模塊現(xiàn)貨
IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過(guò)特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品;封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上;IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn);當(dāng)前市場(chǎng)上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品,一般所說(shuō)的IGBT也指IGBT模塊;隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進(jìn),此類產(chǎn)品在市場(chǎng)上將越來(lái)越多見(jiàn)。IGBT模塊連接圖IGBT模塊的安裝:為了使接觸熱阻變小,推薦在散熱器與IGBT模塊的安裝面之間涂敷散熱絕緣混合劑。涂敷散熱絕緣混合劑時(shí),在散熱器或IGBT模塊的金屬基板面上涂敷。如圖1所示。隨著IGBT模塊與散熱器通過(guò)螺釘夾緊,散熱絕緣混合劑就散開(kāi),使IGBT模塊與散熱器均一接觸。上圖:兩點(diǎn)安裝型模塊下圖:一點(diǎn)安裝型模塊圖1散熱絕緣混合劑的涂敷方法涂敷同等厚度的導(dǎo)熱膏(特別是涂敷厚度較厚的情況下)可使無(wú)銅底板的模塊比有銅底板散熱的模塊的發(fā)熱更嚴(yán)重,引至模塊的結(jié)溫超出模塊的安全工作的結(jié)溫上限(Tj《125℃或125℃)。因?yàn)樯崞鞅砻娌黄秸鸬膶?dǎo)熱膏的厚度增加,會(huì)增大接觸熱阻,從而減慢熱量的擴(kuò)散速度。IGBT模塊安裝時(shí),螺釘?shù)膴A緊方法如圖2所示。另外,螺釘應(yīng)以推薦的夾緊力矩范圍予以?shī)A緊。吉林加工Mitsubishi三菱IGBT模塊現(xiàn)貨