认识IGBT

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由（BJT）双极型三极管和绝缘栅型场效应管（MOS）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有（MOSFET）金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管（GTR）的低导通压降两方面的优点。具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点，是能源变换与传输的核心器件，被广泛应用在变频器的逆变电路中。

IGBT的作用

IGBT是一种功率晶体管，运用此种晶体设计之UPS可有效提升产品效能，使电源品质好、效率高、热损耗少、噪音低、体积小与产品寿命长等多种优点。
IGBT主要用于变频器逆变和其他逆变电路。将直流电压逆变成频率可调的交流电。它有阴极，阳极，和控制极。关断的时候其阻抗是非常大的基本是断路，接通的时候存在很小的电阻，通过接通或断开控制极来控制阴极和阳极之间的接通和关断。

IGBT如何选型

（1）IGBT额定电压的选择

三相380V输入电压经过整流和滤波后，直流母线电压的最大值：在开关工作的条件下，IGBT的额定电压一般要求高于直流母线电压的两倍，根据IGBT规格的电压等级，选择1200V电压等级的IGBT。

（2）IGBT额定电流的选择

以30kW变频器为例，负载电流约为79A，由于负载电气启动或加速时，电流过载，一般要求1分钟的时间内，承受1.5倍的过流，择最大负载电流约为119A ，建议选择150A电流等级的IGBT。

（3）IGBT开关参数的选择

变频器的开关频率一般小于10kHZ，而在实际工作的过程中，IGBT的通态损耗所占比重比较大，建议选择低通态型IGBT。

设计时的注意事项

由于IGBT的耐过流能力与耐过压能力较差，一旦出现意外就会使它损坏。为此，必须对IGBT进行相关保护。一般我们从过流、过压、过热三方面进行IGBT保护电路设计。

过流保护

IGBT承受过电流的时间仅为几微秒，耐过流量小，因此使用IGBT首要注意的是过流保护。
IGBT的过流保护可分为两种情况：
①驱动电路中无保护功能;
②驱动电路中设有保护功能。
对于第一种情况，我们可以在主电路中要设置过流检测器件;针对第二种情况，由于不同型号的混合驱动模块，其输出能力、开关速度与du/dt的承受能力不同，使用时要根据实际情况恰当选用。对于大功率电压型逆变器新型组合式IGBT过流保护则可以通过封锁驱动信号或者减小栅压来进行保护。

过压保护

过压保护则可以从以下几个方面进行：
①尽可能减少电路中的杂散电感。
②采用吸收回路。吸收回路的作用是;当IGBT关断时，吸收电感中释放的能量，以降低关断过电压。
③适当增大栅极电阻Rg。

过热保护

IGBT的过热保护一般是采用散热器(包括普通散热器与热管散热器)，并可进行强迫风冷。

总结

IGBT由于有集电极-栅极寄生电容的Miller（密勒效应）影响，能引起意外的电压尖峰损害，所以设计时应让栅极电路的阻抗足够低，以尽量消除其负面影响。
栅极串联电阻和驱动电路内阻抗对IGBT的开通过程及驱动脉冲的波形都有很大影响，设计时要综合考虑。
应用慢降栅压技术来控制故障电流的下降速率，从而抑制器件的dv/dt和Uce的峰值，达到短路保护的目的。
在工作电流较大的情况下，为了减小关断过电压，应尽量减小主电路的布线电感，吸收电容器应采用低感型。

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