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开关电源IGBT的牢靠功能解析

一、IGBT的简单介绍绝缘栅双极型晶体管(简称“IGBT”)是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET

  一、IGBT的简略介绍

  绝缘双极型晶体管(简称“IGBT”)是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器材,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融和了这两种器材的长处,既具有MOSFET器材驱动功率小和开关速度快的长处,又具有双极型器材饱满压下降而容量大的长处,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常作业于几十kHz频率范围内,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的运用,在较高频率的大、中功率运用中占有了主导地位。

  若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状况而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOS 截止,堵截PNP晶体管基极电流的供应,使得晶体管截止。IGBT与MOSFET相同也是电压操控型器材,在它的栅极-发射极间施加十几V的直流电压,只要在uA级的漏电流流过,基本上不耗费功率。

  二、IGBT的可靠性要素

  IGBT的安全可靠与否主要由以下要素决议:

  1.IGBT栅极与发射极之间的电压;

  2.IGBT集电极与发射极之间的电压;

  3.流过IGBT集电极-发射极的电流;

  4.IGBT的结温。

  假如IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低,则IGBT不能安稳正常地作业,假如过高超越栅极-发射极之间的耐压则IGBT或许永久性损坏;相同,假如加在IGBT集电极与发射极答应的电压超越集电极-发射极之间的耐压,流过IGBT集电极-发射极的电流超越集电极-发射极答应的最大电流,IGBT的结温超越其结温的答应值,IGBT都或许会永久性损坏。

  三、IGBT的检测办法

  1.判别极性

  首先将万用表拨在R×1KΩ挡,用万用表丈量时,若某一极与其它南北极阻值为无穷大,互换表笔后该极与其它南北极的阻值仍为无穷大,则判别此极为栅极(G )其他南北极再用万用表丈量,若测得阻值为无穷大,互换表笔后丈量阻值较小。在丈量阻值较小的一次中,则判别红表笔接的为集电极(C);黑表笔接的为发射极(E)。

  2.判别好坏

  将万用表拨在R×10KΩ挡,用黑表笔接IGBT 的集电极(C),红表笔接IGBT 的发射极(E),此刻万用表的指针在零位。用手指一起触及一下栅极(G)和集电极(C),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方位。然后再用手指一起触及一下栅极(G)和发射极(E),这时IGBT 被阻断,万用表的指针回零。此刻即可判别IGBT 是好的。

  总归,任何指针式万用表皆可用于检测IGBT.留意判别IGBT 好坏时,必定要将万用 表拨在R×10KΩ挡,因R×1KΩ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,而无法判别IGBT 的好坏。此办法相同也能够用于检测功率场效应晶体管(P-MOSFET)的好坏。

  四、IGBT的运用留意事项

  因为IGBT模块为MOSFET结构,IGBT的栅极经过一层氧化膜与发射极完成电阻隔。因为此氧化膜很薄,其击穿电压一般到达20~30V.因而因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。因而运用中要留意以下几点:

  1.在运用模块时,尽量不要用手触摸驱动端子部分,当必需要触摸模块端子时,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;在用导电资料衔接模块驱动端子时,在配线未接好之前请先不要接上模块; 尽量在底板杰出接地的情况下操作。

  2.在运用中有时尽管确保了栅极驱动电压没有超越栅极最大额外电压,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动电压。为此,一般选用双绞线来传送驱动信号,以削减寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也能够按捺振动电压。

  3.在栅极-发射极间开路时,若在集电极与发射极间加上电压,则跟着集电极电位的改变,因为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,假如集电极与发射极间存在高电压,则有或许使IGBT发热及至损坏。

  总归,在运用IGBT的场合,当栅极回路不正常或栅极回路损坏时(栅极处于开路状况),若在主回路上加上电压,则IGBT就会损坏,为避免此类毛病,应在栅极与发射极之间串接一只10KΩ左右的电阻。在装置或替换IGBT模块时,应十分重视IGBT模块与散热片的触摸面状况和拧紧程度。为了削减触摸热阻,最好在散热器与IGBT模块间涂改导热硅脂。一般散热片底部装置有散热电扇,当散热电扇损坏中散热片散热不良时将导致IGBT模块发热,而产生毛病。因而对散热电扇应定时进行检查,一般在散热片上接近IGBT模块的当地装置有温度感应器,当温度过高时将报警或中止IGBT模块作业。

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