全橋逆變電路IGBT模塊的實(shí)用驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)作者：海飛樂(lè)技術(shù)時(shí)間：2017-04-2116:311.前言全僑式逆變電路應(yīng)用***，國(guó)內(nèi)外許多廠家的焊機(jī)都采用此主電路結(jié)構(gòu)。全橋式電路的優(yōu)點(diǎn)是輸出功率較大，要求功率開(kāi)關(guān)管耐壓較低，便于選管。在硬開(kāi)關(guān)僑式電路中，IGBT在高壓下導(dǎo)通，在大電流下關(guān)斷，處于強(qiáng)迫開(kāi)關(guān)過(guò)程，功率器件IGBT能否正?？煽渴褂闷鹬陵P(guān)重要的作用。驅(qū)動(dòng)電路的作用就是將控制電路輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行功率放大，滿足驅(qū)動(dòng)IGBT的要求。其性能直接關(guān)系到IGBT的開(kāi)關(guān)速度和功耗、整機(jī)效率和可靠性。隨著開(kāi)關(guān)工作頻率的提高，驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)更為重要。2.硬開(kāi)關(guān)全橋式電路工作過(guò)程分析全橋式逆變主電路由功率開(kāi)關(guān)管IGBT和中頻變壓器等主要元器件組成，如圖1所示快速恢復(fù)二極管VD1~VD4與lGBT1～I(xiàn)GBT4反向并聯(lián)、承受負(fù)載產(chǎn)生的反向電流以保護(hù)IGBT。IGBT1和IGBT4為一組，IGBT2和IGBT3為一組，每組IGBT同時(shí)導(dǎo)通與關(guān)斷，當(dāng)激勵(lì)脈沖信號(hào)輪流驅(qū)動(dòng)IGBT1、IGBT4和IGBT2、IGBT3時(shí)，逆變主電路把直流高壓轉(zhuǎn)換為20kHz的交流電壓送到中頻變壓器，經(jīng)降壓整流濾波輸出。圖1全橋式逆變電路全橋式逆變器的一大缺陷就是存在中頻變壓器偏磁問(wèn)題，正常工作情況下。樹(shù)立了行業(yè)應(yīng)用**。分立式硅或碳化硅（SiC）肖特基二極管的應(yīng)用范圍包括服務(wù)器堆場(chǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電廠。廣西標(biāo)準(zhǔn)模塊

1.3反向特性1）二極管承受反向電壓時(shí)，加強(qiáng)了PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)，二極管呈現(xiàn)很大電阻，此時(shí)*有很小的反向電流。如曲線OD段稱為反向截止區(qū)，此時(shí)電流稱為反向飽和電流。實(shí)際應(yīng)用中，反向電流越小說(shuō)明二極管的反向電阻越大，反向截止性能越好。一般硅二極管的反向飽和電流在幾十微安以下，鍺二極管則達(dá)幾百微安，大功率二極管稍大些。2）當(dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，反向電流急劇加大，進(jìn)入反向擊穿區(qū)，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓。二極管被擊穿后電流過(guò)大將使管子損壞，因此除穩(wěn)壓管外，二極管的反向電壓不能超過(guò)擊穿電壓。貿(mào)易模塊排行榜電流等級(jí)從6 A到3600 A不等。IGBT模塊的適用功率小至幾百瓦，高至數(shù)兆瓦。

西門康IGBT正是作為順應(yīng)這種要求而開(kāi)發(fā)的，它是由MOSFET(輸入級(jí))和PNP晶體管(輸出級(jí))復(fù)合而成的一種器件，既有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn)(控制和響應(yīng))，又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(diǎn)(功率級(jí)較為耐用)，頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十KHz頻率范圍內(nèi)。基于這些優(yōu)異的特性，西門康IGBT一直***使用在超過(guò)300V電壓的應(yīng)用中，模塊化的西門康IGBT可以滿足更高的電流傳導(dǎo)要求，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷提高，今后將有更大的發(fā)展。

IGBT模塊采用預(yù)涂熱界面材料（TIM），能讓電力電子應(yīng)用實(shí)現(xiàn)一致性的散熱性能。此外，IGBT模塊可以借助壓接引腳進(jìn)行安裝，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)焊料無(wú)鉛的功率模塊安裝。英飛凌可控硅：綜述：6.5kV片式晶閘管系列包括四款強(qiáng)大而可靠的片式器件，專為滿足中壓軟起動(dòng)器應(yīng)用的特殊要求而開(kāi)發(fā)。所有器件均具備很強(qiáng)的抗浪涌電流能力。開(kāi)關(guān)性能經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可以按串聯(lián)器件的數(shù)量輕松調(diào)整軟起動(dòng)器，以適應(yīng)不同的工作電壓。該器件還適用于通用線電壓整流器應(yīng)用，如電源和標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)。二極管的伏安特性是指加在二極管兩端電壓和流過(guò)二極管的電流之間的關(guān)系，用于定性描述這兩者關(guān)系的。

    igbt模塊IGBT絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。IGBT非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。圖1所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)，N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極。N+區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)（包括P+和P一區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（Subchannelregion）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector），它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極。IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)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。過(guò)零觸發(fā)型交流固態(tài)繼電器（AC-SSR）的內(nèi)部電路。江蘇模塊類型

具有比較高功率密度和更多功能的高性能平板封裝器件、具有高性價(jià)比的晶閘管/二極管模塊。廣西標(biāo)準(zhǔn)模塊

我們的產(chǎn)品組合包括不同的先進(jìn)IGBT功率模塊產(chǎn)品系列，它們擁有不同的電路結(jié)構(gòu)、芯片配置和電流電壓等級(jí)，適用于幾乎所有應(yīng)用。市場(chǎng)**的62mm、Easy和Econo系列、IHM/IHVB系列、PrimePACK和XHP系列功率模塊都采用了***的IGBT技術(shù)。它們有斬波器、DUAL、PIM、四單元、六單元、十二單元、三電平、升壓器或單開(kāi)關(guān)配置，電流等級(jí)從6A到3600A不等。IGBT模塊的適用功率小至幾百瓦，高至數(shù)兆瓦。這些產(chǎn)品可用于通用驅(qū)動(dòng)器、牽引、伺服裝置和可再生能源發(fā)電（如光伏逆變器或風(fēng)電應(yīng)用）等應(yīng)用，具有高可靠性、出色性能、高效率和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。廣西標(biāo)準(zhǔn)模塊

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