一,、igbt簡(jiǎn)介
傳統(tǒng)的高壓直流輸電是以晶閘管作為換流閥,,用相控?fù)Q流器 (pcc ) 技術(shù)為---。但是,,晶閘管具有單向?qū)щ娦裕?導(dǎo)致 pcc 技術(shù)只能控制閥的開(kāi)通 ,只有通過(guò)交流母線電壓過(guò)零,,把閥電流減 d,,n 閥的維持電流以下,才能實(shí)現(xiàn)閥的自然關(guān)斷,。igbt 就是在這種情況下發(fā)展而來(lái)的 ,。
igbt 的全稱是 insulated gate bipolar transistor,即絕緣柵雙極型晶體管,。與傳統(tǒng)晶閘管器件相比,,它的開(kāi)關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)功率都比較小 、通態(tài)壓降也明顯降低 ,,但開(kāi)關(guān)速度和輸入阻抗則比較高,,因此在高壓固態(tài)開(kāi)關(guān)、柔性直流輸電等需要大功率的設(shè)備和場(chǎng)合更為適用,。但這些大功率的設(shè)備同時(shí)也需要較高的電壓,,通常能達(dá)到數(shù)十甚至數(shù)百千伏 ,然而目前單個(gè)igbt 只能達(dá)到 6.5 千伏電壓 ,,因此急需提升容量的方法 ,。研究人員要---經(jīng)濟(jì)性和器件的---性 ,因此就需要對(duì)多只 igbt 采取串聯(lián)或并聯(lián)的措施 ,,以實(shí)現(xiàn)大功率的需要 ,。
說(shuō)起igbt,半導(dǎo)體制造的人都以為不就是一個(gè)分立器件(powerdisceret)嘛,,都很瞧不上眼,。然而他和28nm/16nm集成電路制造一樣,是“02專項(xiàng)”的重點(diǎn)扶持項(xiàng)目,,這玩意是現(xiàn)在目前功率電子器件里技術(shù)的產(chǎn)品,,已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的powermosfet,其應(yīng)用非常廣泛,,小到家電,、大到飛機(jī)、艦船,、交通,、電網(wǎng)等-產(chǎn)業(yè),被稱為電力電子行業(yè)里的“cpu”,長(zhǎng)期以來(lái),,該產(chǎn)品包括芯片還是被壟斷在少數(shù)idm手上(fairchild,、infineon、toshiba),,位居“十二五”期間16個(gè)重大技術(shù)突破專項(xiàng)中的第二位簡(jiǎn)稱“02專項(xiàng)”,。
1、何為igbt,?
所謂igbt(絕緣柵雙極型晶體管,,是由bjt(雙極結(jié)型晶體三極管)和mos(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型-電壓驅(qū)動(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件,其具有自關(guān)斷的特征,。
簡(jiǎn)單講,,是一個(gè)非通即斷的開(kāi)關(guān),igbt沒(méi)有放大電壓的功能,,導(dǎo)通時(shí)可以看做導(dǎo)線,,斷開(kāi)時(shí)當(dāng)做開(kāi)路。igbt融合了bjt和mosfet的兩種器件的優(yōu)點(diǎn),,如驅(qū)動(dòng)功率小和飽和壓降低等,。
而平時(shí)我們?cè)趯?shí)際中使用的igbt模塊是由igbt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,具有節(jié)能,、安裝維修方便,、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。
igbt測(cè)試方法
igbt是通過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)控制的開(kāi)關(guān)晶體管,,來(lái)料選型晶體管圖示儀,,廣泛用于變頻器中作為直流逆變成交流的電力電子元件。igbt管的結(jié)構(gòu)和工作原理與場(chǎng)效應(yīng)晶體管通常稱為mosfet管相似,。igbt管的符號(hào)如圖2所示,。g為柵極,c為集電極,,e為發(fā)射極,。
igbt的主要參數(shù)
1集電極-發(fā)射極額定電壓uces是igbt在截止?fàn)顟B(tài)下集電極與發(fā)射極之間能夠承受的電壓,一般uces小于或等于器件的雪崩擊穿電壓,。
2柵極-發(fā)射極額定電壓uge是igbt柵極與發(fā)射極之間允許施加的電壓,通常為20v,。柵極的電壓信號(hào)控制igbt的導(dǎo)通和關(guān)斷,,其電壓不可超過(guò)uge。
3集電極額定電流ic是igbt在飽和導(dǎo)通狀態(tài)下,,允許持續(xù)通過(guò)的電流,。
4集電極-發(fā)射極飽和電壓uce是igbt在飽和導(dǎo)通狀態(tài)下,集電極與發(fā)射極之間的電壓降。該值越小,,則管子的功率損耗越小,。
5開(kāi)關(guān)頻率在igbt的使用說(shuō)明書中,開(kāi)關(guān)頻率是以開(kāi)通時(shí)間ton,、下降時(shí)間t1和關(guān)斷時(shí)間toff給出的,,根據(jù)這些參數(shù)可估算出igbt的開(kāi)關(guān)頻率,一般可達(dá)30~40khz,。在變頻器中,,實(shí)際使用的載波頻率大多在15khz以下。
igbt與mosfet的對(duì)比
|