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最简单易用的7管封装IGBT模块

发布时间:2020-07-21 18:34:11 阅读: 来源:硅酸钙厂家

IGBT的优势在于输入阻抗很高,开关速率快,导通态电压低,关断时阻断电压高,集电极和发射机承受电流大的特点,目前已经成为电力电子行业的功率半导体发展的主流器件。IGBT已经由第三代发展到第五代了,由穿透型发展到非穿透型。IGBT模块也在此基础上同步发展,单管模块,半桥模块,6管模块,到现在的7管模块。IGBT驱动设计上比较复杂,需要考虑较多的因素,诸如合理的选择驱动电压Uge和门极驱动电阻Rg,过流过压保护等都是很重要的。IGBT模块广泛用于UPS,感应加热,逆变焊机电源,变频器等领域。

本文引用地址:

图1:半桥模块

图2:全桥模块(H桥)

图3:三相全桥6管封装

对于Vincotech公司的7管封装的IGBT模块主要是用于电机驱动的变速调节和新能源逆变上,他由6管再加一个带制动的IGBT单管封装在一起构成一个7管的封装。

图4:7管封装

7管模块的应用要点:

BT模块栅极驱动电压

Vge要大于Vge(th),意思是栅极的驱动电压要大于IGBT的门极阈值电压IGBT才能开动,对于这个7管模块的Vge典型值是5.8V,为了是IGBT充分完全饱和导通,并使开关损耗降到最低,因此需要再Vge选一个合适的值,当Vge增加通态电阻减小,通态压降也在降低,损耗也在降低,但是IGBT承受的短路电流能力却在减小,当Vge太大,会引起栅极电压振荡,容易损坏栅极,当Vge减小,通态电阻增大,通态压降增大,损耗也在增大,为了平衡这些制约关系,一般选在1.5~3倍的Vge(th),折中选在12~15V的范围,在IGBT关断时,一般是采用负向偏压,提高抗干扰能力和抗击di/dt冲击能力,一般负压在-10~-6V。

图5:IGBT门极开关波形

BT的栅极电阻Rg的确定

当然Rg增大时,可以抑制门极脉冲沿的陡峭度有效的防止振荡,同时可以减少开关di/dt,限制了IGBT集电极的尖峰电压,但是会增加开关时间,增加开关损耗。Rg小了,会导致GE之间的振荡,损坏IGBT,一般在Rg上并联一个10K左右的电阻到E极,另外在GE之间加上TVS吸收尖峰。

3.因内部带有制动的IGBT单管制动,当对电机的减速时,关闭驱动,同时只要将此管打开,将因电机转动感应产生的能量吸收泻放,因此应用场合主要在电机调速控制,下图是整个电机控制的框图。

图6:整个电机控制的框图

图7:驱动部分可以选用光隔离驱动

7管封装采用IGBT4技术,高集成度较少的PCB走线,内建一个NTC的,实时反应模块内部的温度,在变频器电机调速上应用是非常合适的。

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