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絕緣柵雙極型晶體管IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件,其輸入極為MOSFET,輸出極為PNP晶體管,因此,可以把其看作是MOS輸入的達林頓管.它融和了這兩種器件的優(yōu)點,既具有MOSFET器件驅(qū)動簡單和快速的優(yōu)點,又具有雙極型器件容量大的優(yōu)點,因而,在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用.
在中大功率的開關(guān)電源裝置中,IGBT由于其控制驅(qū)動電路簡單、工作頻率較高、容量較大的特點,已逐步取代晶閘管或GTO.但是在開關(guān)電源裝置中,由于它工作在高頻與高電壓、大電流的條件下,使得它容易損壞,另外,電源作為系統(tǒng)的前級,由于受電網(wǎng)波動、雷擊等原因的影響使得它所承受的應(yīng)力更大,故IGBT的可靠性直接關(guān)系到電源的可靠性.因而,在選擇IGBT時除了要作降額考慮外,對IGBT的保護設(shè)計也是電源設(shè)計時需要重點考慮的一個環(huán)節(jié).
1IGBT的工作原理
IGBT的等效電路如圖1所示.由圖1可知,若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動正電壓,則MOSFET導(dǎo)通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通;若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V,則MOSFET截止,切斷PNP晶體管基極電流的供給,使得晶體管截止.
由此可知,IGBT的安全可靠與否主要由以下因素決定:
——IGBT柵極與發(fā)射極之間的電壓;
——IGBT集電極與發(fā)射極之間的電壓;
——流過IGBT集電極-發(fā)射極的電流;
——IGBT的結(jié)溫.
如果IGBT柵極與發(fā)射極之間的電壓,即驅(qū)動電壓過低,則IGBT不能穩(wěn)定正常地工作,如果過高超過柵極-發(fā)射極之間的耐壓則IGBT可能*性損壞;同樣,如果加在IGBT集電極與發(fā)射極允許的電壓超過集電極-發(fā)射極之間的耐壓,流過IGBT集電極-發(fā)射極的電流超過集電極-發(fā)射極允許的zui大電流,IGBT的結(jié)溫超過其結(jié)溫的允許值,IGBT都可能會*性損壞.
2保護措施
在進行電路設(shè)計時,應(yīng)針對影響IGBT可靠性的因素,有的放矢地采取相應(yīng)的保護措施.

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