电力电子实施技术模块五项目.ppt

电力电子实施技术模块五项目项目十 认识绝缘门极晶体管（IGBT） 【【学学习目目标】】·观察绝缘门极晶体管IGBT的外形，让同学们认识器件的外形结构、端子及型号·通过测试，会判别器件的端子、判断器件的好坏·掌握器件的基本参数，学会器件的选择，培养成本核算意识一、一、项目分析目分析变频器的逆变电路是通过控制功率开关管的导通与截止，将直流电转换为频率和电压都任意可调的交流电源绝缘门极晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）也称绝缘栅极双极型晶体管，是一种新发展起来的复合型电力电子器件由于它结合了MOSFET和GTR的特点，既具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有输入通态电压低，耐压高和承受电流大的优点，是变频器理想的开关那么，IGBT的基本结构和工作原理是怎样的？如何选择？使用时有哪些需要注意的问题？下面来介绍相关知识二、相关知二、相关知识（一）（一）绝缘门极晶体管（极晶体管（IGBT）的）的结构和基本工作原理构和基本工作原理1．．IGBT的基本的基本结构构 2．工作原理．工作原理IGBT的驱动原理与电力MOSFET基本相同，它是一种压控型器件。

其开通和关断是由栅极和发射极间的电压UGE决定的，当UGE为正且大于开启电压UGE（th）时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流使其导通当栅极与发射极之间加反向电压或不加电压时，MOSFET内的沟道消失，晶体管无基极电流，IGBT关断（二）（二）IGBT的基本特性与主要参数的基本特性与主要参数1．．IGBT的基本特性的基本特性（（1）静）静态特性特性（2）动态特性2．主要参数．主要参数1）集电极—发射极额定电压UCES：这个电压值是厂家根据器件的雪崩击穿电压而规定的，是栅极—发射极短路时IGBT能承受的耐压值，即UCES值小于等于雪崩击穿电压2）栅极—发射极额定电压UGES：IGBT是电压控制器件，靠加到栅极的电压信号控制IGBT的导通和关断，而UGES就是栅极控制信号的电压额定值目前，IGBT的UGES值大部分为+20V，使用中不能超过该值3）额定集电极电流IC：该参数给出了IGBT在导通时能流过管子的持续最大电流（三）（三）IGBT的的驱动电路路1．．对驱动电路的要求路的要求1）IGBT是电压驱动的，具有一个2.5~5.0V的阀值电压，有一个容性输入阻抗，因此IGBT对栅极电荷非常敏感，故驱动电路必须很可靠，保证有一条低阻抗值的放电回路，即驱动电路与IGBT的连线要尽量短。

2）用内阻小的驱动源对栅极电容充放电，以保证栅极控制电压UCE有足够陡的前后沿，使IGBT的开关损耗尽量小另外，IGBT开通后，栅极驱动源应能提供足够的功率，使IGBT不退出饱和而损坏3）驱动电路中的正偏压应为+12~+15V，负偏压应为-2~-10V4）IGBT多用于高压场合，故驱动电路与整个控制电路在电位上应严格隔离5）驱动电路应尽可能简单实用，具有对IGBT的自保护功能，并有较强的抗干扰能力6）若为大电感负载，IGBT的关断时间不宜过短，以限制di/dt所形成的尖峰电压，保证IGBT的安全2．．驱动电路路阻尼滤波 光电隔离 （四）（四）IGBT的保的保护电路路三、三、项目目实施施（一）（一）认识IGBT外形外形IGBT外形如图所示对于TO封装的IGBT管的管脚排列是将管脚朝下，标型号面朝自己，从左到右数，1脚：栅极或称门极（G），2脚：集电极（C），3脚：发射极（E），如图（a）对于IGBT模块，器件上一般标有管脚，如图（b）（二）解二）解释IGBT型号的含型号的含义（1）IGBT型号的含义IGBT管各国厂家的型号命名不尽相同，但大致有以下规律：1）管子型号前半部分数字表示该管的最大工作电流值，如：G40××××、20N××××就分别表示其最大工作电流为40A、20A。

2）管子型号后半部分数字则表示该管的最高耐压值，如：G×××150××、××N120x××就分别表示最高耐压值为1.5kV、1.2kV3）管子型号后缀字母含“D”则表示该管内含阻尼二极管但未标“D”并不一定是无阻尼二极管，因此在检修时一定要用万用表检测验证，避免出现不应有的损失（三）（三）IGBT的的简单测试 （1）IGBT管脚判别将万用表拨在 R×1K 挡，用万用表测量时，若某一极与其它两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（ G ）其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小在测量阻值较小的一次中，则判断红表笔接的为集电极（ C ) ：黑表笔接的为发射极（ E ） （2）IGBT测试判断好坏用万用表的 R×10K档，将黑表笔接 IGBT 的集电极（ C ) ，红表笔接 IGBT 的发时极 ( E ) ，此时万用表的指针在零位用手指同时触及一下栅极（ 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，并能指示在某一位置然后再用手指同时触及一下栅极（ G ）和发射极（ E ) ，这时 IGBT 被阻断，万用表的指针回零。

此时即可判断 IGBT 是好的 （四）（四）项目目实施施标准准。