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igbt软关断原理?

电流 2024-12-21 15:58

一、igbt软关断原理?

IGBT不一定要加负压,0V也可以关断,只是加负压关断更快,而且可以防止上下半桥相互影响,避免直通。

比如上半桥开通时,下半桥的门极由于米勒电容的存在,会使门极电压抬升,且开通越快,抬升越高,当门极电压采用0V关断时,有可能抬升超过门槛电压Vgeth而使IGBT导通,此时就会发生上下直通,而如果是采用负压关断,因为下半桥在关断时门极电压是负的,比如-5V,那么抬升的部分跟负压相抵,很难抬升到门槛电压,就避免了上下直通的风险。

另外,采用负压关断,关断时由于负压的存在,使得关断速度更快,可以减小关断损耗。

二、igbt导通关断条件?

igbt器件的发射极和栅极之间是绝缘的二氧化硅结构,直流电不能通过,因而低频的静态驱动功率接近于零。

但是栅极和发射极之间构成了一个栅极电容CGs,因而在高频率的交替导通和关断时需要一定的动态驱动功率。

小功率igbt的CGs一般在10~l00pF之内,对于大功率的绝缘栅功率器件,由于栅极电容CGs较大,在1~l00pF,甚至更大,因而需要较大的动态驱动功率。

igbt栅极电压可由不同的驱动电路产生,栅极驱动电路设计的优劣直接关系到由igbt构成的系统长期运行可靠性。

正向栅极电压的值应该足够令igbt产生完全饱和,并使通态损耗减至最小,同时也应限制短路电流和它所带来的功率应力。

igbt正栅压VGE越大,导通电阻越低,损耗越小。但是,如果VGE过大,一旦igbt过流,会造成内部寄生晶闸管的静态擎柱效应,造成igbt失效。

相反如果VGE过小,可能会使igbt的工作点落人线性放大区,最终导致器件的过热损坏。在任何情况下,开通时的栅极驱动电压,应该在12~20V之间。

当栅极电压为零时,igbt处于断态。由于igbt的关断过程可能会承受很大的dv/dt,伴随关断浪涌电流,干扰栅极关断电压,可能造成器件的误开通。

为了保证igbt在集电极-发射极电压上出现dv/dt噪声时仍保持关断,必须在栅极上施加一个反向关断偏压,采用反向偏压还可减少关断损耗。反向偏压应该在—5~—15V之间。 

三、igbt开通和关断过程?

igbt开通和关断:在igbt的门极加载一个正向电压igbt导通,在它的门极加载一个负向电压Igbt关断。

四、IGBT关断时为什么要放电?

IGBT关断时间随电压的增大,单调增大;随电流的增大而减小。电流较小时,关断时间很长,随着电流的增大,关断时间迅速缩短。当电流大于一定值时,关断时间恢复至使用手册的正常值附近,并随着电流的增大而缓慢减小。

因此,在IGBT工作过程中,应根据实际装置工作电流范围,依据关断时间变化规律,合理设置死区时间。

并且应尽量避免其工作在小电流工况,如若不能避免,则要尽量降低母线电压和采取限流措施,以免导致电力电子装置上下桥臂直通。

五、igbt关断尖峰电压高的原因?

在光伏逆变器等大功率应用场合,主电路(直流电容到IGBT模块间)存在较大杂散电感(几十到数百nH)。IGBT关断时,集电极电流下降率较高,即存在较高的dioff/dt,在杂散电感两端感应出电动势,方向与直流母线电压一致,并与直流母线一起叠加在IGBT两端。从而使IGBT集电极-发射极间产生很大的浪涌电压,甚至会超过IGBT额定集射极电压,使IGBT损坏。

传统的无源缓冲吸收电路(RC)在大功率应用场合,吸收IGBT关断尖峰电压时损耗较大,有时会使吸收电路温升过高,造成额外的风险,而且吸收电路占用较大体积 。IGBT关断时若发生短路,尖峰电压更高,会出现保护死区,易造成IGBT损坏。

目前国内外生产的大功率IGBT驱动器采用检测导通饱和压降的方法进行短路保护及软关断。采用瞬态电压抑制器(TVS)有源箝位的方法,能够较好地抑制浪涌电压,而且能解决IGBT关断时发生短路而导致驱动器短路保护失效的问题。有源箝位电路可以直接在驱动器上设计,节省体积,损耗小,成本低,抑制速度快,可靠性较高。

六、igbt开通损耗和关断损耗哪个大?

IGBT导通损耗主要表现是功率管的压降发热,而IGBT在关断时因为没有电流从功率管上流过基本上是不存在损耗的,所以IGBT的导通损耗主要表现在电流流过晶体管集电极时产生的热量,IGBT在关断时不存在损耗一说,只有非常微弱的漏电流通过晶体管,这种损耗是可以忽略不计的。

七、IGBT管开通和关断损耗如何计算?

开关损耗: Pswitch=(Eon+Eoff)· fswitch 通态损耗: Pcond=Vce· Ic· duty

八、怎样测量IGBT开通瞬间波形?

可以通过设置示波器触发条件对IGBT开通瞬间波形进行抓拍,具体设置要保证触发电平在你门极开通电压的一半,如果你的门极开通电压为15V,触发电平可知设置在7V;还要设置窗口宽度,太大不便于细节观察,失真度大,可以再多次触发后,选择合适窗口宽度。

九、IGBT工作电流的流动机制

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种常用于功率电子器件的晶体管。它结合了MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和BJT(双极型晶体管)的优点,具有高速开关、低功耗和高电压能力的特点。

工作原理

IGBT的工作原理涉及到三个区域:N+区,P区和N区。其中N+区和N区为N型半导体,P区为P型半导体。IGBT的结构类似于MOSFET,具有一个门极、漏极和源极。当IGBT施加正向电压时,N+和P区之间的P-N结形成导通状态。

电流流动

在IGBT工作中,电流主要通过N+区、P区和N区之间的结进行流动。

工作过程

  1. 当将正向电压施加在IGBT的源极和漏极之间时,N+区氧化层内的电子将被吸引向N+区。
  2. 这些电子穿过N区,到达P区/N区之间的结。
  3. 在P区,电子与P区内的空穴复合,释放出能量。
  4. 释放的能量加热了P区,使其达到足够的导电电平。
  5. 电流进一步通过N区,在漏极的P-N结上形成了电流。

特点和应用

IGBT具有低开关损耗和高电流能力的特点,因此在各种电源、逆变器和电机控制领域得到广泛应用。特别是在高功率应用中,如电力传输、电动汽车和工业驱动器中,IGBT具有重要的地位。

通过本文,我们了解了IGBT的工作原理和电流的流动机制。IGBT的特点使其成为功率电子应用中不可或缺的元件。感谢您阅读本文,希望对您有所帮助。

十、原边电流关断尖峰:解析及应对措施

什么是原边电流关断尖峰

原边电流关断尖峰是指在开关电源工作过程中,当电源停止给定电流时,原边电流会出现一个瞬间的尖峰。

这一现象是由于开关电源中电感元件储存的电能,在开关关闭后突然释放导致的。电感元件在开关开启时储存能量,当开关关闭时,电感元件上的电流无法立即停止,导致电流关断尖峰的产生。

原边电流关断尖峰的影响和危害

原边电流关断尖峰对开关电源和其它相关电路元件会产生较大的影响和危害:

  1. 首先,原边电流关断尖峰会引起电源输出过流保护触发,导致电源工作不稳定。
  2. 其次,原边电流关断尖峰会产生较高的峰值电压,可能会损坏开关管。
  3. 此外,原边电流关断尖峰还会产生大量的噪音和电磁干扰,影响其他电路元件的正常工作。

应对措施

为了解决原边电流关断尖峰带来的问题,可以采取以下措施:

  1. 合理设计开关电源的电路,采用适当的电感元件,使其能够更好地吸收瞬时尖峰电流。
  2. 添加阻尼回路,以减缓电感元件储存电能释放的速度。
  3. 选择合适的开关管,能够承受尖峰电压。
  4. 采取滤波和屏蔽措施,减少电磁干扰。

通过采取上述措施,可以有效降低原边电流关断尖峰带来的影响和危害,并提高开关电源的稳定性和可靠性。

感谢您阅读本文,希望本文能对您理解和应对原边电流关断尖峰问题有所帮助。