IGBT/功率器件
IGBT的工作频率可以分为低频、中频和高频三种类型。低频IGBT的工作频率一般在50Hz以下,适用于电力电子控制系统;中频IGBT的工作频率一般在50Hz-500Hz之间,适用于电力电子调节系统;高频IGBT的工作频率一般在500Hz以上,适用于高频电力电子控制系统。
IGBT的开关频率不是算出来的,只能是在变频电源生产厂家生产时测试它工作的最高频率,正常时候,我们使用之前都需要先确定让其大概工作在多少频率段,并经过实验调整最终确定其频率的大小。另外要明确:IGBT的开关频率就是控制电路的频率。IGBT的新技术、新工艺不断有新的突破;应用频率硬开关5KHz~o40KHz,软开关40KHz~150KHz;功率从五千瓦到几百千瓦!IGBT的开关频率如下表所示:
影响IGBT开关频率的因素
开关管频率一般看开关器件本身,装置容量和拓扑基本确定了开关器件类型,从而确定了频率。基于减小磁性元件体积和重量考虑,频率当然越高越好,但开关损耗和频率成正比。开关频率决定于很多因素,例如系统性能(动态、稳态、谐波等)的要求、开关器件本身的损耗特性、散热方式(水冷/风冷),使用环境、负载情况等等,不是一句话或者一个公式可以确定的。我们做产品时,还要考虑一些特殊的要求,比如地区性的认证要求,都可能影响开关频率。
一般来说,IGBT开关频率大小的确定需要考虑工作电路噪声大小、IGBT的功耗包括开通和关断、温升情况、开关管的电压电流尖峰、驱动波形的干扰情况(主要由于米勒效应引起)等。当关断信号发出时,由于电路中不能避免的电感作用,电流不会立即降为0,需等到堆集在CE两极的载流子渐渐消失,才能彻底关断。电流越大,流过的载流子就越多,堆集的也就越多,自然关断时间就越长。
IGBT的基本特性
输出特性IC-UCE。输出特性反映集电极电流IC与集电极-发射极之间电压UCE的关系,参变星为栅极和发射极之间驱动电压UGE,由饱和区、放大区、截止区组成。
转移特性IC-UGE。反映集电极电流IC与栅极-发射极之间驱动电压UGE的关系。
动态特性。动态特性即开关特性,反映IGBT器件开关过程及开关时间参数,包括导通过程、导通、关断过程、截止四种状态。其中UGE是栅射极驱动电压,UCE是集射极电压,IC是集电极电流,ton是导通时间,toff是关断时间。
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