最簡單易用的7管封裝IGBT模塊
IGBT的優勢在于輸入阻抗很高,開關速率快,導通態電壓低,關斷時阻斷電壓高,集電極和發射機承受電流大的特點,目前已經成為電力電子行業的功率半導體發展的主流器件。IGBT已經由第三代發展到第五代了,由穿透型發展到非穿透型。IGBT模塊也在此基礎上同步發展,單管模塊,半橋模塊,6管模塊,到現在的7管模塊。IGBT驅動設計上比較復雜,需要考慮較多的因素,諸如合理的選擇驅動電壓Uge和門極驅動電阻Rg,過流過壓保護等都是很重要的。IGBT模塊廣泛用于UPS,感應加熱,逆變焊機電源,變頻器等領域。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/282398.htm

圖1:半橋模塊


圖2:全橋模塊(H橋)


圖3:三相全橋6管封裝
對于Vincotech公司的7管封裝的IGBT模塊主要是用于電機驅動的變速調節和新能源逆變上,他由6管再加一個帶制動的IGBT單管封裝在一起構成一個7管的封裝。


圖4:7管封裝
7管模塊的應用要點:
1.IGBT模塊柵極驅動電壓
Vge要大于Vge(th),意思是柵極的驅動電壓要大于IGBT的門極閾值電壓IGBT才能開動,對于這個7管模塊的Vge典型值是5.8V,為了是IGBT充分完全飽和導通,并使開關損耗降到最低,因此需要再Vge選一個合適的值,當Vge增加通態電阻減小,通態壓降也在降低,損耗也在降低,但是IGBT承受的短路電流能力卻在減小,當Vge太大,會引起柵極電壓振蕩,容易損壞柵極,當Vge減小,通態電阻增大,通態壓降增大,損耗也在增大,為了平衡這些制約關系,一般選在1.5~3倍的Vge(th),折中選在12~15V的范圍,在IGBT關斷時,一般是采用負向偏壓,提高抗干擾能力和抗擊di/dt沖擊能力,一般負壓在-10~-6V。

圖5:IGBT門極開關波形
2.IGBT的柵極電阻Rg的確定
當然Rg增大時,可以抑制門極脈沖沿的陡峭度有效的防止振蕩,同時可以減少開關di/dt,限制了IGBT集電極的尖峰電壓,但是會增加開關時間,增加開關損耗。Rg小了,會導致GE之間的振蕩,損壞IGBT,一般在Rg上并聯一個10K左右的電阻到E極,另外在GE之間加上TVS吸收尖峰。
3.因內部帶有制動的IGBT單管制動,當對電機的減速時,關閉驅動,同時只要將此管打開,將因電機轉動感應產生的能量吸收瀉放,因此應用場合主要在電機調速控制,下圖是整個電機控制的框圖。

圖6:整個電機控制的框圖

圖7:驅動部分可以選用光隔離驅動
7管封裝采用IGBT4技術,高集成度較少的PCB走線,內建一個NTC的,實時反應模塊內部的溫度,在變頻器電機調速上應用是非常合適的。
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