電解(jiě)電源MOSFET管具(jù)有開關速(su)度快，電壓(ya)控制的優(yōu)點，缺點是(shi)導通電壓(yā)降稍大，電(diàn)流、電壓容(rong)量不大;雙(shuang)極型晶體(tǐ)管，卻⛷️與它(tā)的優點、缺(que)點互易，因(yin)而就産生(sheng)了使它們(men)複合的思(si)想;控制時(shi)有MOS-FFT管的特(tè)點，国产亚🔞洲精品字幕在线观看❌導通時(shi)具有雙極(jí)型晶體管(guǎn)特點🏃🏻，這就(jiù)産生IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor)管研(yan)制的🈲動機(ji)，該管⭐稱為(wei)絕緣😘栅雙(shuāng)極晶體☂️管(guǎn)。下面由小(xiao)編為您詳(xiang)細♊介紹電(dian)解電‼️源IGBT管(guan)。 一(yī)、IGBT結構與工(gong)作原理
GBT結(jie)構上與MOSFET十(shí)分類似，隻(zhi)是多了一(yi)個P’層，引出(chu)作為發射(she)極MOSFET完全相(xiang)似。按其緩(huǎn)沖區不同(tong)分對稱型(xíng)和非對稱(chēng)型。栅極✔️、集(ji)電極與有(yǒu)阻斷能力(lì);非對稱型(xing)，正向有阻(zǔ)斷能力對(dui)稱💃🏻型具有(you)正、反向💋特(te)性對稱，都(dou)電流拖尾(wěi)小，均屬優(you)點，反向阻(zu)斷能力低(di)，但它的正(zhèng)向導通壓(yā)降小，關斷(duan)🔞得快，而對(dui)稱型卻沒(méi)有這些優(yōu)點。簡化等(děng)效電路及(jí)🔴常用符号(hao)示于圖🌍4一(yi)25中，集電極(jí)、發射極，分(fèn)别用C.E表示(shì)。溝道IGBT的工(gōng)作👌原理:IGBT由(yóu)栅極電壓(yā)正、負來控(kòng)制。當加上(shàng)正栅極電(dian)壓時，絕緣(yuán)栅下形成(chéng)，MOSFE T導通，相當(dāng)于凡接到(dào)E，為PNP晶體管(guan)提供了流(liú)動的基極(ji)電流(即整(zheng)個IGBT)導通。當(dang)加上負栅(shān)極電壓時(shi)，IGBT工作過程(cheng)相反，形💃成(chéng)關斷。從而(er)使PNP管
二、IGBT的(de)靜态工作(zuò)特性
電鍍(dù)電源靜态(tài)工作特性(xing)有圖伏安(an)特性示。轉(zhuǎn)移特性和(he)開關⛹🏻♀️特㊙️性(xìng)🌈，伏安特❄️性(xìng)與雙極型(xíng)功率晶體(ti)管相似。随(sui)着控制電(dian)壓Vg。的增加(jia)，特性🆚曲線(xian)上移。每一(yi)條特性曲(qu)線分飽和(hé)區、放大區(qu)和擊穿區(qū)。Vge=o時，k值很小(xiǎo)，為截止狀(zhuàng)态。開關電(dian)源中🏃🏻♂️的IGBT,通(tong)過Vge電平的(de)變化，使其(qí)在飽💚和與(yǔ)截止兩種(zhǒng)狀态交替(ti)工作。轉移(yi)特性是(k一(yi)Vge)關系的描(miáo)述。k與💃V二大(dà)部分是線(xiàn)性的，隻在(zai)V，很小時，才(cái)是非線性(xìng)。有一個開(kāi)啟電壓Vge(th) , Vge < Vge(th)時(shi)，k=o為關斷狀(zhuang)态。使用中(zhōng)vg, ` 15V為好。開關(guan)特性是✏️(k一(yi)Vice)曲線。可以(yi)看成🌏開通(tōng)時基本與(yu)縱軸重合(hé)，關斷時與(yu)橫軸重合(hé)。體現開通(tong)時壓♌降小(xiǎo)(1000v的管子隻(zhi)有2-3V，相🏃🏻♂️對MOSFET來(lai)說較小)關(guān)斷時漏電(diàn)流很小，與(yu)場效應管(guan)相當。 三、IGBT的(de)動态特性(xing)
動态特性(xing)主要指開(kāi)通、關斷二(er)個過程有(yǒu)關的特性(xing)，如電流、電(dian)壓與時間(jiān)的關系。一(yi)般用典型(xing)值或曲線(xian)🔆來表示。圖(tu)4一29表🤞示開(kai)👨❤️👨通動📐态特(te)性，開通過(guò)程包括ta(o.) (開(kai)🔞通延遲時(shi)間)Nt.(電流上(shang)升🎯時間)、ttvt(MOSFE’I，單(dan)獨工作♻️時(shí)的電壓下(xià)降時間)、tfv2 (MOSFE’I，與(yu)PNP兩器件同(tong)時工作時(shi)🤟的電壓下(xià)降時間)四(sì)個時間之(zhi)和🔴。由圖可(kě)知各時間(jian)定義範圍(wéi)。當td(.) +‘後集電(diàn)極電流已(yi)達❤️Ic，此後vc。才(cai)開始下降(jiàng)，下降分二(er)個階段，完(wán)後v，再指數(shu)上升外🛀加(jiā)Vge值。二個階(jie)段中t2由MOSFET的(de)栅一漏電(diàn)容☂️以及晶(jing)體管的從(cóng)🔞放大到飽(bǎo)和狀态♊兩(liang)🔞個因素影(ying)響。
關斷時(shí)間也包括(kuò)td(o0)(關斷延遲(chí))、‘(電壓上升(sheng)), tfil (MOSFE’I，電流下降(jiang))和🥵tf2(PNP管電流(liu)下降📧)四個(gè)時間和。吮(shun)包括了晶(jīng)體管存儲(chu)電荷恢複(fú)後🐉期時間(jian)，一般較👉長(zhǎng)一些，因此(cǐ)，對應損耗(hào)也♌大。常希(xī)望變小些(xie)，以減小功(gōng)耗，提高開(kāi)關頻率。這(zhe)時，往往又(yòu)引起通态(tài)壓降增加(jiā)的問題。上(shàng)述八個時(shi)間✌️實際應(yīng)用中常隻(zhī)給出四🔴個(gè)時間:tom,trIt0ff和tf。圖(tu)4一30給出一(yī)個㊙️25A,1000v的典型(xíng)曲線。圖中(zhōng)ton = td(on) + ti “ tr = tfvl + tfv2 “ toff = td(off) + trv “ tf = tfil + tfi2 0
這些參數(shu)還與工作(zuò)集電極電(dian)流、栅極電(dian)阻、及結的(de)溫度有🐆關(guān)。應用時可(kě)參考器件(jiàn)的特性線(xian)。四個參數(shu)中toff增加，原(yuan)因是存儲(chu)電荷恢複(fu)時間引起(qǐ)的。
四、IGBT的栅(shān)極驅動及(jí)其方法
IGBT的(de)栅極驅動(dòng)需特别關(guan)注。它的正(zhèng)偏栅壓、負(fù)偏栅壓(土(tu)Vge)及✌️栅🔞極🔴串(chuàn)聯電阻R。對(duì)開通、關斷(duan)時間•損耗(hào)、承受短路(lù)電流能力(lì)及dV/dt都有密(mì)切的關系(xì)。在合理範(fàn)圍内變💃🏻化(huà)V，和Rg時其關(guan)系。在掌握(wo)IGBT的特性曲(qu)線和參數(shù)後可以🔞設(shè)計栅極的(de)驅動電路(lù)。MOSFEI，管的特🙇♀️性(xìng)。因此，用于(yu)MOSFET管的驅動(dong)電路均可(kě)應用。
1.直接(jiē)驅動法
前(qián)面介紹驅(qū)動MOSFEI，均有參(cān)考價值。原(yuán)則上，因它(tā)的輸人特(tè)性是⚽例如(ru)有如下幾(ji)種方法:如(rú)果要士Vge偏(pian)壓，則可參(cān)照💋圖4一32(a)示(shì)出變壓器(qi)隔離驅動(dong)電路，圖(b)示(shi)出光電🛀禍(huo)合隔離驅(qu)動電路。圖(tu)(b)是雙電💔源(yuan)供電的驅(qu)動電路。當(dāng)V。使發光二(er)極管有電(dian)流流過時(shí)，光電禍✏️合(he)器HU的三極(ji)管導通，R，上(shang)有電流流(liu)過，場效應(yīng)管T1關斷，在(zài)v。作用下，經(jing)電阻R2, T2管的(de)基一發極(jí)有了偏流(liú)，T2迅速導通(tong)，經R。栅極電(dian)阻，IGBT得到正(zheng)偏壓而導(dao)通🚶。當幾沒(mei)有脈沖電(diàn)壓時，發光(guang)二極管不(bu)發光時，作(zuo)用過程相(xiàng)反，T1導📱通使(shǐ)T3導通，一🐆V。經(jīng)栅極電阻(zu)R。加在IGBT的栅(shān)一發極之(zhī)間，使IGBT迅速(su)關斷。
2.集成(chéng)模塊驅動(dong)電路
鍍整(zhěng)流器目前(qián)較多使用(yòng)EXB系列集成(chéng)模塊驅動(dong)IGBT。它比分立(lì)元🈲件的驅(qu)動電路有(yǒu)體積小，效(xiào)率高，可靠(kào)性高的優(you)點。它是十(shí)六腳型封(fēng)裝塊。内部(bu)結構為其(qí)典型應用(yong)電路。EXB840能驅(qu)動75A, 1200V的IGBT管。加(jiā)直流💛20V作為(wei)集成塊工(gong)作電😍源。開(kai)關頻率在(zai)40千赫🈲以下(xià)，整個驅動(dòng)電路動作(zuò)快，信号延(yan)時不超過(guò)1.5微秒。内部(bù)利用穩壓(yā)二💰極管産(chan)生一5V的電(diàn)壓，除供内(nèi)部應用外(wài)，也為外用(yong)提供負偏(piān)壓。集成塊(kuai)采用高速(sù)光禍輸人(rén)隔離，并有(you)過流檢測(cè)及過載慢(man)速關栅等(deng)控制💯功能(néng)。
高頻開關(guan)電源圖4一(yī)34為有過流(liú)檢測輸人(ren)和過流保(bǎo)護輸出的(de)一種典型(xing)應用。當IGBT出(chu)現過流時(shi)，腳5出現低(di)電平，光禍(huò)💘Sol有輸出，對(dui)PWM信号提供(gòng)一個封鎖(suo)信号，該信(xìn)号使PWM驅動(dòng)脈沖輸出(chū)轉化成一(yī)系列窄🐪脈(mò)沖，對EXB840實行(háng)❄️軟關斷。此(ci)電路中具(jù)🌐有記憶、封(feng)🚶♀️鎖保護功(gōng)🐕能外，還具(ju)有較強的(de)抗幹擾能(neng)力，在真正(zhèng)過流時(即(ji)信号持續(xu)IO廬以上)才(cái)發生控制(zhì)動作，關斷(duàn)IGBT0在要求有(you)較高的負(fù)偏壓輸出(chu)，例如一🛀15V時(shi)，對原3腳與(yu)9腳的一5V進(jìn)行簡.單改(gai)㊙️接。
