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变频器IGBT模块的应用

  变频器的IGBT模块是将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高电平时,功率导通损耗仍然要比IGBT技术高出很多。较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化IGBT驱动器的原理图。
  变频器主要用于感应电机的调速,而电机时一个较大的感性负载,这就对IGBT的续流特性有着严格的要求,也就是说和IGBT相并联的二极管参数,如反向回复时间、反向恢复电荷和反向回复电流对IGBT的可靠运行有很大的影响。同时由于IGBT的快速开通和关断,线路中的杂散参数的影响必须加以考虑,如一般电路中的di/dt可达0.5-6A/ns,那么几个nH的电感产生的电压就很大,可导致过电压及影响系统的开关特性等。
  随着工业的发展,对功率电路的容量有了更大的要求,主电路中的瞬时电流可达几百安培以上,电压超过几千伏,单个功率开关器件的容量往往不能满足功率的要求。虽然近年来电力电子器件迅速发展更新,电流电压等级不断提高,但是单纯想利用高等级的IGBT模块来满足大功率变频器的需要将大大提高设计的成本和保护驱动电路的复杂程度。
  由于IGBT的正温度特性使得并联过程中IGBT能够实现自动均流,这样能够提供更大的电流密度,因此在大功率变频器中IGBT并联使用越来越广泛。
  小编:NN