Введение

Внедрение МОП технологии (металл - окисел - полупроводник) в область производства силовых полупроводников позволило создать принципиально новые устройства с уникальными свойствами. Особый интерес представляют биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), позволившие создать “бесшумный” инвертор, работающий на частотах выше диапазона слышимости.

2. Общие положения

2.1. Условные обозначения IGBT:

1. CM - модули IGBT

2. Номинальный ток I_C (в амперах)

3. Состав модуля IGBT:

H - одинарный

D - двойной

T - шесть в одном модуле

E - электрический тормоз или прерыватель

4. Чертеж или подкласс

5. Напряжение, V_CES (Вольты *50), т.е. напряжение U кэ[B]/50

6. H - модули IGBT H-серий

Пример:

CM 100 DY - 24 H

¦ ¦ ¦ ¦ ¦

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

CM 100 DY - 24H - 100 ампер, 1200 вольт, двойной модуль IGBT

2.2. Особенности работы igbt

2.2.1. Всплеск напряжения при выключении

Это перенапряжение, которое возникает, когда при выключении IGBT ток через него прерывается. Для исследования этого процесса рассмотрим полу мостовую схему с индуктивной нагрузкой, показанную на рис. 2.1, и осциллограмму на рис. 2.2. На схеме рис.2.1 на верхний IGBT подано запирающее напряжение, а нижнее устройство включается и выключается последовательностью импульсов. Каждый раз при включении нижнего устройства ток в индуктивной нагрузке (I_L) будет увеличиваться. При выключении нижнего устройства ток в индуктивной нагрузке не может измениться мгновенно. Он должен протекать через обратный диод верхнего устройства. Когда нижнее устройство переходит во включенное состояние, ток нагрузки будет переключаться обратно в нижнее устройство и начнет снова линейно возрастать. Если бы схема была идеальной и не имела паразитной индуктивности, напряжение через нижнее устройство (V_C2E2) при выключении увеличивалось бы до превышения над напряжением шины электропитания (V_СС) на величину падения напряжения на одном диоде. Затем обратный диод верхнего устройства остановит дальнейшее увеличение напряжения. К сожалению, реальные силовые цепи имеют паразитную индуктивность рассеяния. На рис. 2.1. катушка индуктивности (L_p) подсоединена к полу мостовой схеме для имитации влияния паразитной индуктивности шины. При выключении нижнего устройства индуктивность L_p препятствует коммутации тока нагрузки к обратному диоду верхнего устройства. На катушке L_p появляется напряжение (V_p) равное , противодействуя увеличению тока в шине. Полярность этого напряжения такова, что оно добавляется к постоянному напряжению шины и появляется на нижнем IGBT в виде всплеска напряжения. В некоторых случаях всплеск напряжения может превысить регламентированное напряжение V_CES для IGBT и вызвать его выход из строя. В реальных применениях паразитная индуктивность (L_p) распределена вдоль силовой цепи, но ее влияние подобно описанному выше.

Рис. 2.1. Полумостовая схема с паразитной индуктивностью шины электропитания.

Рис. 2.2. Осциллограммы переключений полумостовой схемы

1 - обратный диод,

2 – нагрузка,

3 - управление затвором.