IGBT工作特性

靜態(tài)特性IGBT 的靜態(tài)特性首要有伏安特性、搬運(yùn)特性和開(kāi)關(guān)特性。IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓Ugs 為參變量時(shí)，漏極電流與柵極電壓之間的聯(lián)絡(luò)曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs 的操控，Ugs 越高， Id 越大。它與GTR 的輸出特性相似．也可分為飽滿(mǎn)區(qū)1 、放大區(qū)2 和擊穿特性3 有些。在截止?fàn)顩r下的IGBT ，正向電壓由J2 結(jié)承當(dāng)，反向電壓由J1結(jié)承當(dāng)。如果無(wú)N+緩沖擊，則正反向阻攔電壓可以做到相同水平，參加N+緩沖區(qū)后，反向關(guān)斷電壓只能抵達(dá)幾十伏水平，因而捆綁了IGBT 的某些運(yùn)用計(jì)劃。IGBT 的搬運(yùn)特性是指輸出漏極電流Id 與柵源電壓Ugs 之間的聯(lián)絡(luò)曲線。它與MOSFET 的搬運(yùn)特性相同，當(dāng)柵源電壓小于翻開(kāi)電壓Ugs(th) 時(shí)，IGBT 處于關(guān)斷狀況。在IGBT 導(dǎo)通后的大多數(shù)漏極電流計(jì)劃內(nèi)， Id 與Ugs呈線性聯(lián)絡(luò)。高柵源電壓受較大漏極電流捆綁，其有效值一般取為15V支配。IGBT 的開(kāi)關(guān)特性是指漏極電流與漏源電壓之間的聯(lián)絡(luò)。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。雖然等效電路為達(dá)林頓構(gòu)造，但流過(guò)MOSFET 的電流成為IGBT 總電流的首要有些。此刻，通態(tài)電壓Uds(on) 可用下式標(biāo)明：：Uds(on) = Uj1 + Udr + IdRoh式中Uj1 —— JI 結(jié)的正向電壓，其值為0.7 ～1V ；Udr ——擴(kuò)展電阻Rdr 上的壓降；Roh ——溝道電阻。通態(tài)電流Ids 可用下式標(biāo)明：Ids=(1+Bpnp)Imos式中Imos ——流過(guò)MOSFET 的電流。由于N+ 區(qū)存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，所以IGBT 的通態(tài)壓降小，耐壓1000V的IGBT 通態(tài)壓降為2 ～ 3V 。IGBT 處于斷態(tài)時(shí)，只要很小的存在。

直流開(kāi)關(guān)電源的維護(hù)　

依據(jù)直流開(kāi)關(guān)電源的特色和實(shí)踐的電氣情況，為使直流開(kāi)關(guān)電源在惡劣環(huán)境及突發(fā)毛病情況下安全牢靠地作業(yè)，這篇文章依據(jù)不同的情況規(guī)劃了多種維護(hù)電路。

1過(guò)電流維護(hù)電路在直流開(kāi)關(guān)電源電路中，為了維護(hù)調(diào)整管在電路短路、電流增大時(shí)不被焚毀。其根本方法是，當(dāng)輸出電流超越某一值時(shí)，調(diào)整管處于反向偏置狀況，然后截止，主動(dòng)堵截電路電流。如圖2所示，光伏組件綜合測(cè)試系統(tǒng)電源，過(guò)電流維護(hù)電路由三極管BG2和分壓電阻R4、R5構(gòu)成。電路正常作業(yè)時(shí)，經(jīng)過(guò)R4與R5的分壓效果，使得BG2的基極電位比發(fā)射極電位低，發(fā)射結(jié)接受反向電壓。所以BG2處于截止?fàn)顩r(相當(dāng)于開(kāi)路)，對(duì)穩(wěn)壓電路沒(méi)有影響。當(dāng)電路短路時(shí)，輸出電壓為零，BG2的發(fā)射極相當(dāng)于接地，則BG2處于飽和導(dǎo)通狀況(相當(dāng)于短路)，然后使調(diào)整管BG1基極和發(fā)射極近于短路，24V直流可調(diào)節(jié)電源，而處于截止?fàn)顩r，堵截電路電流，然后到達(dá)維護(hù)意圖。

2過(guò)電壓維護(hù)電路直流開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的過(guò)電壓維護(hù)包含輸入過(guò)電壓維護(hù)和輸出過(guò)電壓維護(hù)。假如開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器所運(yùn)用的未穩(wěn)壓直流電源(諸如蓄電池和整流器)的電壓假如過(guò)高，將致使開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器不能正常作業(yè)，乃至損壞內(nèi)部器材，因而開(kāi)關(guān)電源中有必要運(yùn)用輸入過(guò)電壓維護(hù)電路。圖3為用晶體管和繼電器所構(gòu)成的維護(hù)電路，在該電路中，當(dāng)輸入直流電源的電壓高于穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓值時(shí)，電源，穩(wěn)壓管擊穿，有電流流過(guò)電阻R，使晶體管T導(dǎo)通，繼電器動(dòng)作，常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，堵截輸入。輸入電源的極性維護(hù)電路能夠跟輸入過(guò)電壓維護(hù)結(jié)合在一起，構(gòu)成極性維護(hù)辨別與過(guò)電壓維護(hù)電路。

3軟啟動(dòng)維護(hù)電路開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的電路比較復(fù)雜，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的輸入端通常接有小電感、大電容的輸入濾波器。在開(kāi)機(jī)剎那間，濾波電容器會(huì)流過(guò)很大的浪涌電流，這個(gè)浪涌電流能夠?yàn)檎］斎腚娏鞯臄?shù)倍。這樣大的浪涌電流會(huì)使一般電源開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)或繼電器的觸點(diǎn)熔化，并使輸入保險(xiǎn)絲熔斷。別的，浪涌電流也會(huì)危害電容器，使之壽數(shù)縮短，過(guò)早損壞。為此，開(kāi)機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)接入一個(gè)限流電阻，經(jīng)過(guò)這個(gè)限流電阻來(lái)對(duì)電容器充電。為了不使該限流電阻耗費(fèi)過(guò)多的功率，致使影響開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的正常作業(yè)，而在開(kāi)機(jī)暫態(tài)過(guò)程結(jié)束后，用一個(gè)繼電器主動(dòng)短接它，使直流電源直接對(duì)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器供電，這種電路稱(chēng)之謂直流開(kāi)關(guān)電源的“軟啟動(dòng)”電路。

IGBT原理

? ? ?IGBT是將強(qiáng)電流、高壓運(yùn)用和快速終端設(shè)備用筆直功率MOSFET的天然進(jìn)化。因?yàn)榻Y(jié)束一個(gè)較高的擊穿電壓BVDSS需要一個(gè)源漏通道，而這個(gè)通道卻具有很高的電阻率，因而構(gòu)成功率MOSFET具有數(shù)值高的特征，IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些首要缺點(diǎn)。盡管新一代功率MOSFET 器材大幅度改進(jìn)了特性，但是在高電平時(shí)，功率導(dǎo)通損耗仍然要比IGBT 技能高出許多。較低的壓降，轉(zhuǎn)換成一個(gè)低VCE(sat)的才華，可編程直流穩(wěn)壓電源，以及IGBT的構(gòu)造，同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雙極器材比照，可支撐更高電流密度，并簡(jiǎn)化IGBT驅(qū)動(dòng)器的原理圖。

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