變頻器IGBT模塊的工作原理 |
時(shí)間:2018-08-22 20:42:12 點(diǎn)擊: 次 |
變頻器IGBT模塊的工作原理和特性 變頻器IGBT模塊 的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給 PNP 晶體管提供基極電流,使 IGBT 導(dǎo)通。反之,加反向門極電壓消除溝道,流過反向基極電流,使 IGBT 關(guān)斷。 IGBT 的驅(qū)動方法和 MOSFET 基本相同,只需控制輸入極 N 一溝道 MOSFET ,所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng) MOSFET 的溝道形成后,從 P+ 基極注入到 N 一層的空穴(少子),對 N 一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小 N 一層的電阻,使 IGBT 在高電壓 時(shí),也具有低的通態(tài)電壓。
變頻器IGBT 模塊的工作特性的分類: IGBT模塊 的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流 Id 與柵源電壓 Ugs 之間的 關(guān)系曲線。它與 MOSFET 的轉(zhuǎn)移特性相同,當(dāng)柵源電壓小于開啟電 壓 Ugs(th) 時(shí), IGBT 處于關(guān)斷狀態(tài)。在 IGBT 導(dǎo)通后的大部分漏極電 流范圍內(nèi), Id 與 Ugs 呈線性關(guān)系。最高柵源電壓受最大漏極電流限 制,其最佳值一般取為 15V 左右。 IGBT 模塊的開關(guān)特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系。 IGBT 處于導(dǎo)通態(tài)時(shí),由于它的 PNP 晶體管為寬基區(qū)晶體管,所以其 B 值 極低。盡管等效電路為達(dá)林頓結(jié)構(gòu),但流過 MOSFET 的電流成為 IGBT 總電流的主要部分。此時(shí),通態(tài)電壓 Uds(on) 可用下式表示
Uds(on) = Uj1 + Udr + IdRoh ( 2 - 14 ) 變頻器IGBT 模塊在關(guān)斷過程中,漏極電流的波形變?yōu)閮啥巍R驗(yàn)?/span> MOSFET 關(guān)斷后, PNP 晶體管的存儲電荷難以迅速消除,造成漏極電流較長的尾部時(shí)間, td(off) 為關(guān)斷延遲時(shí)間, trv 為電壓 Uds(f) 的上升時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中常常給出的漏極電流的下降時(shí)間 Tf的 t(f1) 和 t(f2) 兩段組成,而漏極電流的關(guān)斷時(shí)間t(off)=td(off)+trv 十 t(f) ( 2 - 16 )式中, td(off) 與 trv 之和又稱為存儲時(shí)間。
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