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开关功率器件

  • MOSFET和IGBT区别

    MOSFET和IGBT内部结构不同, 决定了其应用领域的不同.1, 由于MOSFET的结构, 通常它可以做到电流很大, 可以到上KA,但是前提耐压能力没有IGBT强。2,IGBT 可以做很大功率, 电流和电压都可以, 就是一点频率不是太高, 目前IGBT硬开关速度可以到100KHZ,那已经是不错了. 不过相对于MOSFET的工作频率还是九牛一毛,MOSFET可以工作到几百KHZ,上MHZ,以至几十MHZ,射频领域的产品.3, 就其应用, 根据其特点:MOSFET应用于开关电源, 镇流器, 高频感应加热, 高频逆变焊机, 通信电源等等高频电源领域;IGBT 集中应用于焊机, 逆变器, 变频器,电镀电解电源, 超音频感应加热等领域开关电源 (Switch Mode Power Supply ;SMPS) 的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择,即开关管和整流器。虽然没有万全的方案来解决选择IGBT还是MOSFET的问题,但针对特定SMPS应用中的IGBT 和 MOSFET进行性能比较,确定关键参数的范围还是能起到一定的参考作用。本文将对一些参数进行探讨,如硬开关和软开关ZVS ( 零电压转换) 拓扑中的开关损耗,并对电路和器件特性相关的三个主要功率开关损耗—导通损耗、传导损耗和关断损耗进行描述。此外,还通过举例说明二极管的恢复特性是决定MOSFET或 IGBT 导通开关损耗的主要因素, 讨论二极管恢复性能对于硬开关拓扑的影响。导通损耗除了IGBT的电压下降时间较长外, IGBT和功率MOSFET的导通特性十分类似。由基本的IGBT等效电路(见图1)可看出,完全调节PNP BJT集电极基极区的少数载流子所需的时间导致了导通电压拖尾( voltage tail )出现。

    标签: mosfet igbt

    上传时间: 2022-06-21

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  • 基于IGBT的并联谐振感应加热电源的研究

    本文首先对感应加热电源的发展现状及前景作了分析,并阐述了感应加热的基本原理。从适用于大功率应用场合的电流型并联负载谐振逆变器出发,对比了并联谐振逆变器各种调功方式的优缺点,提出采用高频Buck斩波器做为调节电源输出功率的手段。文中重点对并联谐振逆变器进行分析,对比其各工作状态,指出为保证逆变器可靠运行采用固定重叠角的控制策略,逆变器谱振负载工作在容性准谐振状态;采用基于DSP的数字锁相、频率自动跟踪控制策略,逆变器开关频率快速跟随负载固有频率的变化,谐振负载工作在所期望的弱容性准谐振状态。文中提出了一种精确计算输出功率的方法,提高了电源的输出控制精确度。本文详细阐述了并联型感应加热电源的设计过程,分析了主电路的设计方法以及关键器件的选型,控制系统采用T1公司的TMS320LF2407A DSP作为控制核心,设计了一种可靠的运行保护机制,并对电源的散热系统进行了仿真设计。在上述分析的基础上,本文成功研制出了一台功率为60kw的高性能的并联型中频感应加热电源。试验结果表明,该电源的电气性能达到了预期的指标要求,有利于提高感应加热热场的稳定性,有利于提高感应加热的谐振频率。

    标签: igbt 感应加热电源

    上传时间: 2022-06-21

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  • 功率计量模块HLW8032

    HLW8032 是一款高精度的电能计量 IC,它采用 CMOS 制造工艺,主要用于单相应用。它能够测量线电压和电流,并能计算有功功率,视在功率和功率因素。 该器件内部集成了两个∑-Δ型 ADC 和一个高精度的电能计量内核。HLW8032 可以通过 UART口进行数据通讯,HLW8032 采用 5V 供电,内置 3.579M 晶振,8PIN 的 SOP 封装。 HLW8032 具有精度高、功耗小、可靠性高、适用环境能力强等优点,适用于单相两线制电力用户的电能计量。 

    标签: 功率计量模块 hlw8032

    上传时间: 2022-06-21

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  • 变频器维修之IGBT模块的原理和测量及判断

    本文只是论述由单只IGBT管子或双管做成的逆变模块,及其有关测量和判断好坏的方法。IPM模块不在本文讨论内容之内。场效应管子有开关速度快、电压控制的优点,但也有导通压降大,电压与电流容量小的缺点。而双极型器件恰恰有与其相反的特点,如电流控制、导通压降小,功率容量大等,二者复合,正所谓优势互补。IGBT管子,或者1GBT模块的由来,即基于此。从结构上看,类似于我们都早已熟悉的复合放大管,输出管为一只PNP型三极管,而激励管是一只场效应管,后者的漏极电流形成了前者的基极电流。放大能力是两管之积。IGBT管子的等效电路及符号如下图:

    标签: 变频器 igbt模块

    上传时间: 2022-06-21

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  • IGBT基本参数详解

    1,Vs:集射极阻断电压在可使用的结温范围内,栅极和发射极短路状况下,集射极最高电压。手册里一般为25℃下的数据,随着结温的降低,VcEs会逐渐降低。由于模块内外部的杂散电感,IGBT在关断时Vcs最容易超过限值2,Poat:最大允许功耗在25℃时,IGBT开关的最大允许功率损耗,即通过结到壳的热帆所允许的最大耗散功Pat =(Ty-T)/Rtaie其中,Ty为结温, 为环境温度。二极管的最大功耗可以用同样的公式获得。在这里,顺便解释下这几个热阻,Rtice 结到壳的热阻抗,乘以发热量获得结与克的温差;Rthig芯片热源到周围空气的总热阻抗,乘以发热量获得器件温升;Rehb芯片结与PCB间的热阻抗,乘以单板散热量获得与单板的温差。

    标签: igbt

    上传时间: 2022-06-21

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  • 大功率器件IGBT散热分析

    0引言任何器件在工作时都有一定的损耗,大部分的损耗均变成热量。在实际应用过程中,大功率器件IGBT在工作时会产生很大的损耗,这些损耗通常表现为热量。为了使ICBT能正常工作,必须保证IGBT的耗散功率不大于最大允许耗散功率P额定1660 w,室温25℃时),必须保证1GBT的结温T,不超过其最大值Timar 50 ℃),因此必须采用适当的散热装置,将热量传导到外部环境。如果散热装置设计或选用不当,这些大功率器件因过热而损坏。为了在确定的散热条件下设计或选用合适的散热器,确保器件安全、可靠地工作,我们需进行散热计算。散热计算是通过计算器件工作时产生的损耗功率Pa、器件允许的结温T、环境温度T,求出器件允许的总热阻R,f-a);:再根据Raf-a)求出最大允许的散热器到环境温度的热阻Rinf-):最后根据Rbf-a)选取具有合适热阻的散热器。1 IGBT损耗分析及计算对于H型双极模式PWM系统中使用的1GBT模块,主要由IGBT元件和续流二极管FWD组成,它们各自发生的损耗之和就是IGBT本身的损耗。除此,加上1GBT的基极驱动功耗,即构成IGRT模块整体发生的损耗。另外,发生损耗的情况可分为稳态时和交换时。对上述内容进行整理可表述如下:

    标签: 大功率器件 igbt 散热

    上传时间: 2022-06-21

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  • 电子元器件系列知识—IGBT

    一、IGBT 驱动1 驱动电压的选择IGBT 模块GE 间驱动电压可由不同地驱动电路产生。典型的驱动电路如图1 所示。图1 IGBT 驱动电路示意图Q1,Q2 为驱动功率推挽放大,通过光耦隔离后的信号需通过Q1,Q2 推挽放大。选择Q1,Q2 其耐压需大于50V 。选择驱动电路时,需考虑几个因素。由于IGBT 输入电容较MOSFET 大,因此IGBT 关断时,最好加一个负偏电压,且负偏电压比MOSFET 大, IGBT 负偏电压最好在-5V~-10V 之内;开通时,驱动电压最佳值为15V 10% ,15V 的驱动电压足够使IGBT 处于充分饱和,这时通态压降也比较低,同时又能有效地限制短路电流值和因此产生的应力。若驱动电压低于12V ,则IGBT 通态损耗较大, IGBT 处于欠压驱动状态;若 VGE >20V ,则难以实现电流的过流、短路保护,影响 IGBT 可靠工作。2 栅极驱动功率的计算由于IGBT 是电压驱动型器件,需要的驱动功率值比较小,一般情况下可以不考虑驱动功率问题。但对于大功率IGBT ,或要求并联运行的IGBT 则需要考虑驱动功率。IGBT 栅极驱动功率受到驱动电压即开通VGE( ON )和关断 VGE( off ) 电压,栅极总电荷 QG 和开关 f 的影响。栅极驱动电源的平均功率 PAV 计算公式为:PAV =(VGE(ON ) +VGE( off ) )* QG *f对一般情况 VGE( ON ) =15V,VGE( off ) =10V,则 PAV 简化为: PAV =25* QG *f。f 为 IGBT 开关频率。栅极峰值电流 I GP 为:

    标签: 电子元器件 igbt

    上传时间: 2022-06-21

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  • 用于10kVIGBT固体开关的脉冲变压器设计

    由于高重复频率固体开关在加速器、雷达发射机、高功率微波和污染控制等领域存在的潜在优势,美国、英国、日本和韩国等都对固体开关技术进行了大量研究,从而成为近年脉冲功率界研究的重点1。从固体元件电路结构上,固体开关可以分成两种类型:串联结构和累加器结构。采用串联结构的固体开关生产厂家中,比较著名的有LLNL(Lawrence Livermore National Laboratory)和DTI(Diverfisied Technology Inc.),采用累加器结构的厂家中,比较著名的是LLNIL.和美国的First Point Scientific Ine.B32A我们已经研制成功了采用光纤控制的10kV绝缘栅双极型晶体管(Isolated Gate Bipolar Transistor,IGBT)固体开关,尽管在该固体开关中采用的光纤收发器比较便宜,但光纤控制部分还是比较昂贵的。在一定的应用环境,如脉冲宽度为几微秒到十几微秒,可以采用脉冲变压器来控制IGBT。从文献[1]表明:只要脉冲同步和缓冲电路设计适当,即可确保固体开关中不会出现过压。尽管脉冲变压器隔离控制在同步精度和驱动波形一致性方面不如光纤控制,但还是可以用来控制IGBT固体开关。采用脉冲变压器控制IGBT的主要优点是价格便宜,但其存在的主要问题是输出脉冲宽度范围比较有限和绝缘性能如何保证的问题。在脉冲变压器控制的IGBT固体开关中,脉冲变压器设计非常重要,因此下面只讨论脉冲变压器的绝缘问题和IGBT固体开关的实验结果。

    标签: 脉冲变压器

    上传时间: 2022-06-22

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  • 新能源汽车电机控制器IGBT模块的驱动技术

    IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)绝缘栅双极型品体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFEt高输入阻抗和GT的低导通压降两方面的优点。IGB综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。成为功率半导体器件发展的主流,广泛应用于风电、光伏、电动汽车、智能电网等行业中。在电动汽车行业中,电机控制器、辅助动力系统,电动空调中,IGBT有着广泛的使用,大功率IGB多应用于电机控制器中,由于电动汽车电机控制器工作环境干扰比较大,IGBT的门极分布电容及实际开关中存在的米勒效应等寄生参数的直接影响到驱动电路的可靠性1电机控制器在使用过程中,在过流、短路和过压的情况下要对1GBT实行比较完善的保护。过流会引起电机控制器的温度上升,可通过温度传感器来进行检测,并由相应的电路来实现保护;过压一般发生在IGBT关断时,较大的di/dt会在寄生电感上产生了较高的电压,可通过采用缓冲电路来钳制,或者适当降低开关速率。短路故障发生后瞬时就会产生极大的电流,很快就会损坏1GBT,主控制板的过流保护根本来不及,必须由硬件电路控制驱动电路瞬间加以保护。因此驱动器的设计过程中,保护功能设计得是否完善,对系统的安全运行尤其重要。

    标签: 新能源汽车 电机控制器 igbt

    上传时间: 2022-06-22

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  • 大功率IGBT驱动保护电路的研究与应用

    IGBT是MOSFET和GTR的复合器件,它具有开关速度快、热稳定性好、驱动功率小和驱动电路简单的特点,又具有通态压降小、耐压高和承受电流大等优点.IGBT作为主流的功率输出器件,特别是在大功率的场合,已经被广泛的应用于各个领域。本文在介绍了1GBT结构、工作特性的基础上,针对风电变流器实验平台和岸电电源的实际应用,选择了各自的IGBT模块。然后对IGBT的驱动电路进行了深入地研究,详细地说明了IGBT对栅极驱动的一些特殊要求及应该满足的条件。接着对三种典型的驱动模块进行了分析,同时分别针对风电变流器实验平台和岸电电源,设计了三菱的M57962AL和Concept的2SD315A驱动模块的外围驱动电路。对于大功率的设备,电路中经常会遇到过流、过压、过温的问题,因此必要的保护措施是必不可少的。针对上述问题,本文分析了出现各种状况的原因,并给出了各自的解决方案:采用分散式和集中式过流保护相结合的方法实现过电流保护;采用缓存吸收电路及采样检测电路以防止过电压的出现;通过选择正确的散热器及利用铂电阻的特性来实施检测温度,从而使电路能够更好地可靠运行。同时,为了满足今后1.5MW风电变流器和试验电源等更大功率设备的需求,在性价比上更倾向于采用IGBT模块串、并联的方式来取代高耐压、大电流的单管1GBT.本文就同一桥臂的IGBT串联不均压,并联不均流的问题进行了阐述,并给出了相应的解决方案。最后针对上述的不平衡情形,采用PSpice对其进行仿真模拟,并通过加入均压、均流电路后的仿真结果,有效地说明了电路的可行性。

    标签: 大功率 igbt

    上传时间: 2022-06-22

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