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igbt模块
作者: 发布日期:2018/09/29 关注次数:731

 igbt非常适合应用于直流电压为600v及以上的变流系统如交流电机、变频器、、照明电路、牵引传动等领域。 图1所示为一个n 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, n 区称为源区,附于其上的电极称为源极。n 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的p 型区(包括p 和p 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区( subchannel region )。而在漏区另一侧的p 区称为漏注入区( drain injector ),它是igbt 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成pnp 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 igbt 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给pnp 提供基极电流,使igbt 导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使igbt 关断。igbt 的驱动方法和mosfet 基本相同,只需控制输入极n一沟道mosfet ,所以具有高输入阻抗特性。当mosfet 的沟道形成后,从p 基极注入到n 一层的空穴(少子),对n 一层进行电导调制,减小n 一层的电阻,使igbt 在高电压时,也具有低的通态电压。

 

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。特别是用作高频开关时,由于开关损耗增大,发热加剧,选用时应该降等使用。

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: 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、2端子间的igbt,若符合上述的情况表明该igbt也是完好的。 将万用表拨在r×10kω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)。 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×10kω挡,因r×1k ω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 导通,而无法判断igbt 的好坏。

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,其击穿电压一般达到20~30v。因此因静电而导致栅极击穿是igbt失效的常见原因之一。 因此使用中要注意以下几点:
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。
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。一般散热片底部安装有散热风扇,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,当温度过高时将报警或停止igbt模块工作[1] 。
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。

6. 检测igbt模块的的办法。

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