電解電源(yuán)IGBT管是什麼

電解電(dian)源MOSFET管具有開關速(su)度快，電壓控制的(de)優點，缺點是導通(tōng)電壓降稍大，電流(liu)、電壓容量不大;雙(shuang)極型晶體管，卻與(yǔ)它✉️的優點、缺點互(hù)易，因而就産生了(le)使它們複合的思(si)想;控制時有MOS-FFT管的(de)特點，導通時具有(yǒu)雙極型晶體管特(tè)點，這就産生IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor)管研(yan)制的❗動機，該管稱(cheng)為絕緣栅雙極晶(jing)體管。下面由小編(bian)為您詳細介紹電(diàn)解電源IGBT管。

一、IGBT結構(gòu)與工作原理

GBT結構(gòu)上與MOSFET十分類似，隻(zhi)是多了一個P’層，引(yǐn)出作為發射❓極MOSFET完(wán)全相似。按其緩沖(chong)區不同分對稱型(xing)和非對🤞稱型🌍。栅極(jí)、集電🍓極與有阻斷(duan)能力;非對稱型，正(zhèng)向有🈲阻斷能力對(dui)稱型具有正、反向(xiàng)特性對㊙️稱，都電流(liú)拖尾小，均屬優點(dian)，反向阻斷能力低(di)，但它的正向導通(tōng)壓降小，關斷得快(kuai)，而對稱型卻沒有(yǒu)這些優點。簡化等(deng)效電路及✔️常用符(fú)号示于圖4一25中，集(ji)電極、發射極，分别(bié)用C.E表🌏示。溝道IGBT的工(gōng)作🤟原理:IGBT由栅極電(diàn)壓正、負來控制。當(dāng)加上正栅極🌈電壓(yā)時，絕緣栅下形成(chéng)，MOSFE T導通，相當于凡接(jie)到E，為PNP晶體管提供(gong)了流動的基極電(diàn)💰流(即🏃‍♂️整個IGBT)導通。當(dāng)加上負栅極電壓(ya)時，IGBT工作過程相反(fǎn)，形成關斷。從而使(shǐ)PNP管

電鍍電源靜(jing)态工作特性有圖(tu)伏安特性示。轉移(yi)特性和開關特性(xìng)，伏安💯特性與雙極(jí)型功率晶體管相(xiàng)似。随着控制電壓(yā)Vg。的❄️增加，特性⛷️曲線(xian)上移。每一條特性(xing)曲線分飽和區、放(fang)大區和擊穿區。Vge=o時(shi)，k值很小，為🌈截止狀(zhuang)态。開關電源中的(de)IGBT,通過Vge電💃🏻平的變化(hua)，使其在飽和與截(jie)止♍兩種狀态交⭕替(ti)工作。轉移特性是(shi)(k一Vge)關✨系的描述。k與(yu)V二大部分是🏃‍♂️線性(xìng)的，隻在V，很小時，才(cái)是非線性。有一個(ge)開啟電壓Vge(th) , Vge < Vge(th)時，k=o為關(guān)斷狀态。使用中vg, ` 15V為(wei)好。開關特性是(k一(yī)Vice)曲線。可以看成開(kāi)通時基本與縱軸(zhou)🏃‍♂️重合，關斷🍓時與橫(heng)軸重合。體現開通(tōng)時壓💃🏻降小(1000v的管子(zi)隻有2-3V，相📞對MOSFET來說較(jiao)小)關斷❌時漏電流(liú)很小，與場效應管(guan)相當。

三、IGBT的動态特(te)性

動态特性主要(yào)指開通、關斷二個(ge)過程有關的特性(xing)❗，如電流、電壓與時(shí)間的關系。一般用(yong)典型值或曲線來(lai)表示。圖🥰4一29表示開(kāi)通動态特性，開通(tōng)過程包括ta(o.) (開通延(yán)遲時間)Nt.(電流上升(sheng)時間)、ttvt(MOSFE’I，單獨工作時(shí)的電壓下降時間(jiān))、tfv2 (MOSFE’I，與PNP兩器件同時工(gong)作時🔱的電壓下降(jiàng)時間)四☀️個時間之(zhī)和。由圖可知各時(shí)間定義範圍。當td(.) +‘後(hòu)集電😍極電流已達(dá)Ic，此後vc。才開始下降(jiang)，下降分二個階段(duàn)，完後v，再指數上升(shēng)外🔞加Vge值。二個階段(duàn)中t2由MOSFET的栅一漏電(dian)容以及晶體管的(de)從放大到飽和狀(zhuàng)态兩個因素影響(xiang)。

關斷時間也包括(kuò)td(o0)(關斷延遲)、‘(電壓上(shang)升), tfil (MOSFE’I，電流下降)和tf2(PNP管(guǎn)電流下降)四個時(shí)間和。吮包括了晶(jīng)體管存儲電㊙️荷恢(hui)複後🤟期時間，一般(ban)較長一些，因此，對(dui)應損耗也大。常希(xī)望變小些，以減💁小(xiao)功耗，提高開關頻(pin)率。這時㊙️，往往又引(yǐn)起通态壓降增加(jiā)的🔞問題。上述八個(ge)時間實際應用中(zhong)‼️常隻給出四個時(shí)間:tom,trIt0ff和tf。圖4一30給出一(yī)個25A,1000v的典型曲線。圖(tu)中ton = td(on) + ti “ tr = tfvl + tfv2 “ toff = td(off) + trv “ tf = tfil + tfi2 0

這些參數還與(yu)工作集電極電流(liú)、栅極電阻、及結的(de)溫💃🏻度有🚶‍♀️關。應用時(shi)可參考器件的特(te)性線。四個參數中(zhong)toff增加，原因是存儲(chu)電荷恢複時間引(yin)起的。

四、IGBT的栅極驅(qū)動及其方法

IGBT的栅(shān)極驅動需特别關(guan)注。它的正偏栅壓(yā)、負偏栅壓(土Vge)及🤞栅(shan)🍓極串🌈聯電阻R。對開(kai)通、關斷時間•損耗(hào)、承受短路電🚶流能(neng)力及✉️dV/dt都有密切的(de)關系。在合理範圍(wei)内變化V，和Rg時其關(guān)系。在掌握IGBT的特性(xìng)曲線和參數後可(ke)以設計栅極📐的驅(qū)動電路。MOSFEI，管的特性(xìng)。因此，用于MOSFET管的驅(qū)動電路均可👈應用(yòng)。

1.直接驅動法

前面(mian)介紹驅動MOSFEI，均有參(can)考價值。原則上，因(yin)它的輸人🈚特性是(shì)例如有如下幾種(zhong)方法:如果要士Vge偏(piān)壓，則可參照🈲圖4一(yī)32(a)示出變壓器隔離(lí)驅動電路，圖(b)示出(chū)光電禍合隔離驅(qū)動電路。圖(b)是雙電(diàn)源供電的驅動電(diàn)路。當V。使發光🔅二極(ji)管有電流流過🏃🏻時(shi)，光電禍合器HU的三(sān)極管導通，R，上🥰有電(dian)流流過㊙️，場效應管(guan)T1關斷，在v。作用下☂️，經(jing)電阻R2, T2管的基一發(fā)極有了偏流，T2迅速(su)導通，經R。栅極電阻(zǔ)，IGBT得到正偏壓而導(dao)通。當幾沒有脈沖(chong)電壓時，發光二極(ji)管不發光時🏃，作用(yòng)過程相反，T1導通使(shi)T3導通，一V。經栅極電(diàn)阻R。加在IGBT的栅一發(fa)極之間，使IGBT迅速關(guan)斷。

鍍整流器目(mù)前較多使用EXB系列(lie)集成模塊驅動IGBT。它(ta)比分立👨‍❤️‍👨元件的驅(qū)動電路有體積小(xiǎo)，效率高，可靠性高(gao)的優點。它⭐是十㊙️六(liu)腳🈲型封裝塊。内部(bu)結構為其典型應(ying)用電㊙️路。EXB840能驅動75A, 1200V的(de)IGBT管。加直流20V作為集(ji)成塊工作電源。開(kāi)關頻率在40千赫👄以(yǐ)下，整個驅動電路(lù)動作快，信号延時(shí)不超過1.5微秒。内部(bu)利用穩壓二極管(guǎn)産生一5V的電壓，除(chu)供内🌈部應用外，也(ye)為外用提供負偏(piān)壓。集成塊采用高(gāo)速光禍輸人🐆隔離(lí)，并有過流檢測及(jí)過載慢速關栅等(deng)控制⁉️功能。

高頻開(kāi)關電源圖4一34為有(you)過流檢測輸人和(he)過流保💃🏻護輸出的(de)一種典型應用。當(dang)IGBT出現過流時，腳5出(chū)現低電平，光禍Sol有(yǒu)輸出，對PWM信号提供(gòng)一個封鎖信号，該(gāi)信号使PWM驅動脈沖(chòng)輸出轉化成一🌈系(xì)列窄脈沖，對EXB840實行(hang)軟關斷。此電路中(zhōng)具有記憶、封鎖保(bao)護功能外，還具💛有(yǒu)較強的抗幹擾能(néng)力，在✔️真正過流時(shi)(即信号持續IO廬以(yǐ)上)才發生控制動(dong)作，關斷IGBT0在要求有(yǒu)較高的負偏壓輸(shū)出，例如一15V時，對原(yuan)3腳與9腳的一5V進行(háng)簡.單改接。

上一篇(piān)：電鍍電源産品和(hé)性能特點介紹

下(xià)一篇：如何選擇電(diàn)鍍電源才能找到(dào)理想的電鍍電源(yuán)