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(dá)林頓管.它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn),既具有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單和快速的優(yōu)點(diǎn),又具有雙極型器件容量大的優(yōu)點(diǎn),因而,在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來(lái)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(dòng)電路簡(jiǎn)單、工作頻率較高、容量較大的特點(diǎn),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(jí),由于受電網(wǎng)波動(dòng)、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(shí)除了要作降額考慮外,對(duì)IGBT的保護(hù)設(shè)計(jì)也是電源設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)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(dòng)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(guò)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(dòng)電壓過(guò)低,則IGBT不能穩(wěn)定正常地工作,如果過(guò)高超過(guò)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(guò)集電極-發(fā)射極之間的耐壓,流過(guò)IGBT集電極-發(fā)射極的電流超過(guò)集電極-發(fā)射極允許的zui大電流,IGBT的結(jié)溫超過(guò)其結(jié)溫的允許值,IGBT都可能會(huì)*性損壞.
2保護(hù)措施
在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)針對(duì)影響IGBT可靠性的因素,有的放矢地采取相應(yīng)的保護(hù)措施.

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