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IGBT模块工作原理、注意事项及检验方法
* 来源 :http://www.446123.net * 作者 : * 发表时间 : 2019-10-08 00:18

  IGBT模块工作原理、注意事项及检验方法_信息与通信_工程科技_专业资料。摘要:对IGBT的特性及使用时的注意事项进行了探讨,提出了选择和安装过程中应该注意的方面

  IGBT 模块工作原理、注意事项及检验方法 模块工作原理、注意事项及检验方法 摘要:对 IGBT 的特性及使用时的注意事项进行了探讨,提出了选择和安装过程中应该注意 的方面。《摘自耀族科技》 1、 IGBT 模块简介 IGBT 是 Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT 是由 MOSFET 和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为 MOSFET,输出极为 PNP 晶体 管,它融和了这两种器件的优点,既具有 MOSFET 器件驱动功率小和开关速度快的优点,又 具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点,其频率特性介于 MOSFET 与功率晶体管之间, 可正常工作于几十 kHz 频率范围内, 在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用, 在较 高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。 IGBT 的等效电路如图 1 所示。由图 1 可知,若在 IGBT 的栅极 G 和发射极 E 之间加上驱 动正电压,则 MOSFET 导通,这样 PNP 晶体管的集电极 C 与基极之间成低阻状态而使得晶体 管导通;若 IGBT 的栅极和发射极之间电压为 0V,则 MOS 截止,切断 PNP 晶体管基极电流的 供给,使得晶体管截止。IGBT 与 MOSFET 一样也是电压控制型器件,在它的栅极 G—发射极 E 间施加十几 V 的直流电压,只有在 uA 级的漏电流流过,基本上不消耗功率。 图 1 IGBT 的等效电路 2、 IGBT 模块的选择 IGBT 模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。其相互关系 见下表。使用中当 IGBT 模块集电极电流增大时,所产生的额定损耗亦变大。同时,开关损 耗增大,使原件发热加剧,因此,选用 IGBT 模块时额定电流应大于负载电流。特别是用作 用作 高频开关时,由于开关损耗增大,发热加剧, 高频开关时,由于开关损耗增大,发热加剧,选用时应该降温等使用。 3、 使用中的注意事项 由于 IGBT 模块为 MOSFET 结构,IGBT 的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。由 于此氧化膜很薄,今晚手机看开奖直播,其击穿电压一般达到 20~30V 击穿电压一般达到 20~30V。因此因静电而导致栅极击穿是 IGBT 失效 因静电而导致栅极击穿是 的常见原因之一。因此使用中要注意以下几点: 的常见原因之一 1. 在使用模块时,尽量不要用手触摸驱动端子部分,当必须要触摸模块端子时,要先 将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后,再触摸; 2. 在用导电材料连接模块驱动端子时,在配线未接好之前请先不要接上模块; 3. 尽量在底板良好接地的情况下操作。 在应用中有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过栅极最大额定电压, 但栅极连线的寄生 电感和栅极与集电极间的电容耦合,也会产生使氧化层损坏的振荡电压。为此,通常采用双 通常采用双 绞线来传送驱动信号,以减少寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。 绞线来传送驱动信号 此外,在栅极—发射极间开路时,若在集电极与发射极间加上电压,则随着集电极电位 的变化,由于集电极有漏电流流过,栅极电位升高,集电极则有电流流过。这时,如果集电 极与发射极间存在高电压,则有可能使 IGBT 发热及至损坏。 在使用 IGBT 的场合,当栅极回路不正常或栅极回路损坏时(栅极处于开路状态),若 在主回路上加上电压,则 IGBT 就会损坏,为防止此类故障,应在栅极与发射极之间串接一 应在栅极与发射极之间串接一 左右的电阻。 只 10KΩ 左右的电阻 在安装或更换 IGBT 模块时,应十分重视 IGBT 模块与散热片的接触面状态和拧紧程度。 为了减少接触热阻,最好在散热器与 IGBT 模块间涂抹导热硅脂 导热硅脂。一般散热片底部安装有散 导热硅脂 热风扇,当散热风扇损坏中散热片散热不良时将导致 IGBT 模块发热,而发生故障。因此对 散热风扇应定期进行检查,一般在散热片上靠近 IGBT 模块的地方安装有温度感应器 温度感应器,当温 温度感应器 度过高时将报警或停止 IGBT 模块工作。 4、 保管时的注意事项 1. 一般保存 IGBT 模块的场所,应保持常温常湿状态,不应偏离太大。常温的规定为 5~35℃ ,常湿的规定在 45~75%左右。在冬天特别干燥的地区,需用加湿机加 湿; 2. 尽量远离有腐蚀性气体或灰尘较多的场合; 3. 在温度发生急剧变化的场所 IGBT 模块表面可能有结露水的现象, 因此 IGBT 模块应 放在温度变化较小的地方; 4. 保管时,须注意不要在 IGBT 模块上堆放重物; 5. 装 IGBT 模块的容器,应选用不带静电的容器。 5、检测 IGBT 模块的的办法 以两单元为例:用模拟万用表测量 以两单元为例 用模拟万用表测量 静态测量 静态测量:把万用表放在乘 100 档,测量黑表笔接 1 端子、红表笔接 2 端子,显示电阻应为 无穷大; 表笔对调,显示电阻应在 400 欧左右.用同样的方法,测量黑表笔接 3 端子、红表笔接 1 端子, 显示电阻应为无穷大;表笔对调,显示电阻应在 400 欧左右.若符合上述情况表明此 IGBT 的两个单元没有明显的故障. 动态测试: 动态测试 把万用表的档位放在乘 10K 档,用黑表笔接 4 端子,红表笔接 5 端子,此时黑 表笔接 3 端子红表笔接 1 端子, 此时电阻应为 300-400 殴,把表笔对调也有大约 300-400 殴的 电阻表明此 IGBT 单元是完好的. 用同样的方法测试 1、 端子间的 IGBT,若符合上述的情况 2 表明该 IGBT 也是完好的。将万用表拨在 R×10K 挡,用黑表笔接 IGBT 的漏极(D),红 表笔接 IGBT 的源极(S),此时万用表的指针指在无穷处。用手指同时触及一下栅极(G) 和漏极(D),这时 IGBT 被触发导通,万用表的指针摆向阻值 较小的方向,并能站住指 示在某一位置。然后再用手指同时触及一下源极(S)和栅极(G),这时 IGBT 被阻 断, 万用表的指针回到无穷处。此时即可判断 IGBT 是好的。 注意:若进第二次测量时,应短接一下源极(S)和栅极(G)。 好坏时, 任何指针式万用表皆可用于检测 IGBT。注意判断 IGBT 好坏时,一定要将万用表拨 。 在 R×10K 因 挡, R×1K 挡以下各档万用表内部电池电压太低, 检测好坏时不能使 IGBT 挡以下各档万用表内部电池电压太低, 导通, 的好坏。 导通,而无法判断 IGBT 的好坏。 6、结束语 IGBT 模块由于具有多种优良的特性,使它得到了快速的发展和普及,已应用到电力电 子的各方各面。因此熟悉 IGBT 模块性能,了解选择及使用时的注意事项对实际中的应用是 十分必要的。

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