絕緣柵雙極型晶體管IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復合而成的一種器件,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點,既具有MOSFET器件驅動簡單和快速的優點,又具有雙極型器件容量大的優點,因而,在現代電力電子技術中得到了越來越廣泛的應用.
在中大功率的開關電源裝置中,IGBT由于其控制驅動電路簡單、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,電源作為系統的前級,由于受電網波動、雷擊等原因的影響使得它所承受的應力更大,故IGBT的可靠性直接關系到電源的可靠性.因而,在選擇IGBT時除了要作降額考慮外,對IGBT的保護設計也是電源設計時需要重點考慮的一個環節.
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的柵極和發射極之間加上驅動正電壓,則MOSFET導通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態而使得晶體管導通;若IGBT的柵極和發射極之間電壓為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柵極與發射極之間的電壓;
——IGBT集電極與發射極之間的電壓;
——流過IGBT集電極-發射極的電流;
——IGBT的結溫.
如果IGBT柵極與發射極之間的電壓,即驅動電壓過低,則IGBT不能穩定正常地工作,如果過高超過柵極-發射極之間的耐壓則IGBT可能*性損壞;同樣,如果加在IGBT集電極與發射極允許的電壓超過集電極-發射極之間的耐壓,流過IGBT集電極-發射極的電流超過集電極-發射極允許的zui大電流,IGBT的結溫超過其結溫的允許值,IGBT都可能會*性損壞.
2保護措施
在進行電路設計時,應針對影響IGBT可靠性的因素,有的放矢地采取相應的保護措施.

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