絕緣柵雙極晶體管(IGBT)功率模塊具有快速開關(guān)能力和高電壓容量,在各種應(yīng)用中得到越來越多的運(yùn)用。陶氏粘合劑有機(jī)硅解決方案可密封并保護(hù)先進(jìn)的印刷電路板組裝系統(tǒng),這些系統(tǒng)可在變速驅(qū)動器、太陽能逆變器、風(fēng)能轉(zhuǎn)換器、不間斷電源、動力傳輸系統(tǒng)、電動汽車、鐵路和海運(yùn)等具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中驅(qū)動IGBT。
按照封裝工藝來看,IGBT模塊主要可分為焊接式與壓接式兩類。高壓IGBT模塊一般以標(biāo)準(zhǔn)焊接式封裝為主,中低壓IGBT模塊則出現(xiàn)了很多新技術(shù),如燒結(jié)取代焊接,壓力接觸取代引線鍵合的壓接式封裝工藝。
在IGBT使用過程中,可以通過控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,從而實(shí)現(xiàn)對IGBT導(dǎo)通/關(guān)斷/阻斷狀態(tài)的控制。
1)當(dāng)IGBT柵-射極加上加0或負(fù)電壓時(shí),MOSFET內(nèi)溝道消失,IGBT呈關(guān)斷狀態(tài)。
2)當(dāng)集-射極電壓UCE<0時(shí),J3的PN結(jié)處于反偏,IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。
3)當(dāng)集-射極電壓UCE>0時(shí),分兩種情況:
若柵-射極電壓UGE<Uth,溝道不能形成,IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。
若柵-射極電壓UGE>Uth ,柵極溝道形成,IGBT呈導(dǎo)通狀態(tài)(正常工作)。此時(shí),空穴從P+區(qū)注入到N基區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減少N基區(qū)電阻RN的值,使IGBT通態(tài)壓降降低。
三相380V輸入電壓經(jīng)過整流和濾波后,直流母線電壓的值:在開關(guān)工作的條件下,IGBT的額定電壓一般要求高于直流母線電壓的兩倍,根據(jù)IGBT規(guī)格的電壓等級,選擇1200V電壓等級的IGBT。
以30kW變頻器為例,負(fù)載電流約為79A,由于負(fù)載電氣啟動或加速時(shí),電流過載,一般要求1分鐘的時(shí)間內(nèi),承受1.5倍的過流,擇負(fù)載電流約為119A ,建議選擇150A電流等級的IGBT。