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文章詳情
IGBT模塊的使用和安裝
日期:2025-04-26 14:15
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摘要:
IGBT模塊的用于和裝置
IGBT是絕緣柵雙極型晶體管( Insulated Gate Bipolar Transistor ) , 它是八十年代初誕生,九十年代迅速發(fā)展起來的新型復(fù)合器件。 IGBT 將 MOSFET 與 GTR 的優(yōu)點(diǎn)集于一身,既有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓驅(qū)動型,又具有通態(tài)壓降低、高電壓、大電流的優(yōu)點(diǎn)。因此, IGBT 的新技術(shù)、新工藝不斷有新的突破;應(yīng)用頻率硬開關(guān) 5KHz ~ 40KHz ,軟開關(guān) 40KHz ~ 150KHz ;功率從五千瓦到幾百千瓦的應(yīng)用場合。 IGBT器件將不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域,為高效節(jié)能、節(jié)材,為新能源、自動化和智能化提供了新的機(jī)遇。為了使初次用于者正確用好 IGBT 模塊,*大限度地發(fā)揮 IGBT 模塊的作用,以下是*基本的用于說明。
㈠ 依據(jù)裝置負(fù)載的工作電壓和額定電流以及用于頻率 , 選擇合適規(guī)格的模塊。用戶用于模塊前請?jiān)敿?xì)閱讀模塊參數(shù)數(shù)據(jù)表,了解模塊的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo);根據(jù)模塊各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)確定用于方案,計(jì)算通態(tài)損耗和開關(guān)損耗,選擇相匹配的散熱器及驅(qū)動電路。
㈡ IGBT 模塊的用于
1 .防止靜電 IGBT 是靜電敏感器件,為了防止器件受靜電危害,應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
① IGBT 模塊驅(qū)動端子上的黑色海綿是防靜電材料,用戶用接插件引線時(shí)取下防靜電材料立即插上引線;在無防靜電措施時(shí),不要用手觸摸驅(qū)動端子。
② 驅(qū)動端子需要焊接時(shí),設(shè)備或電烙鐵一定要接地。
2 .選擇和用于
① 請?jiān)诋a(chǎn)品的*大額定值(電壓、電流、溫度等)范圍內(nèi)用于,一旦超出*大額定值,可能損壞產(chǎn)品,特別是 IGBT 外加超出 Vces 的電壓時(shí)可能發(fā)生雪崩擊穿現(xiàn)象從而使元件損壞,請務(wù)必在 Vces 的額定值范圍內(nèi)用于!工作用于頻率愈高 , 工作電流愈??;源于可靠性的原因,必須考慮**系數(shù)。如果用于前需要測試請務(wù)必用于適當(dāng)?shù)臏y試設(shè)備,以免測試損壞(特別是 IGBT 和 FRED 模塊需要專業(yè)的測試設(shè)備,請勿用于非專業(yè)的設(shè)備測試其電壓的*大值)。
② 驅(qū)動電路:由于 IGBT Vce(sat) 和短路耐量之間的折衷關(guān)系,建議將柵極電壓選為 +VG=14 ~ 15V , -VG=5 ~ 10V ,要確保在模塊的驅(qū)動端子上的驅(qū)動電壓和波形達(dá)到驅(qū)動要求; 柵極電阻 Rg 與 IGBT 的開通和關(guān)斷特性密切相關(guān),減小 Rg 值開關(guān)損耗減少,下降時(shí)間減少,關(guān)斷脈沖電壓增加;反之,柵極電阻 Rg 值增加時(shí),會增加開關(guān)損耗,影響開關(guān)頻率;應(yīng)根據(jù)浪涌電壓和開關(guān)損耗間*佳折衷 ( 與頻率有關(guān) ) 選擇合適的 Rg 值,一般選為 5 Ω至 100 Ω之間。為防止柵極開路,建議靠近柵極與發(fā)射極間并聯(lián) 20K ~ 30K Ω電阻。驅(qū)動布線要盡量短且采用雙絞線;在電源合閘時(shí)請先投入驅(qū)動控制部分的電源,使其驅(qū)動電路工作后再投入主電路電源。
③ 保護(hù)電路: IGBT 模塊用于在高頻時(shí)布線電感容易產(chǎn)生尖峰電壓,必須注意減少布線電感和元件的配置,應(yīng)注意以下保護(hù)項(xiàng)目:過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、柵極過壓及欠壓保護(hù)、**工作區(qū)、過溫保護(hù)。
④ 吸收電路: 由于 IGBT 開關(guān)速度快,容易產(chǎn)生浪涌電壓,必須設(shè)有浪涌鉗位電路。
⑤ 并聯(lián)用于: 應(yīng)考慮柵極電路、線路布線、電流不平衡和器件之間的溫度不平衡等問題。
⑥ 用于時(shí)請避開產(chǎn)生腐蝕氣體和嚴(yán)重塵埃的場所。
㈢ 裝置
① 散熱器應(yīng)根據(jù)用于環(huán)境及模塊參數(shù)進(jìn)行匹配選擇,以保證模塊工作時(shí)對散熱器的要求。
② 散熱器表面的光潔度應(yīng)小于 10mm ,每個(gè)螺絲之間的平面扭曲小于 10mm 。為了減少接觸熱阻,推薦在散熱器與模塊之間涂上一層很薄的導(dǎo)熱硅脂,模塊均勻受力后 , 從模塊邊緣可看出有少許導(dǎo)熱硅脂擠出為*佳。
③ 模塊裝置在散熱器上時(shí),螺釘需用說明書中給出的力矩?cái)Q緊。力矩不足導(dǎo)致熱阻增 加或運(yùn)動中出現(xiàn)螺釘松動。力矩過大可能損壞模塊外殼或是破壞模塊絕緣;
④ 僅裝置一個(gè)模塊時(shí),裝在散熱器中心位置,使熱阻效果*佳。
⑤ 裝置幾個(gè)模塊時(shí),應(yīng)根據(jù)每個(gè)模塊發(fā)熱情況留出相應(yīng)的空間,發(fā)熱大的模塊應(yīng)留出較多得空間。
⑥ 兩點(diǎn)裝置緊固螺絲時(shí),先依次緊固額定力矩的 1/3 ,然后反次達(dá)到額定力矩。
⑦ 四點(diǎn)裝置和兩點(diǎn)裝置類似, IGBT 長的方向順著散熱器的紋路。緊固螺絲時(shí),依次對角緊固 1/3 額定力矩,然后反次達(dá)到額定力矩。
⑧ 用于帶紋路的散熱器時(shí), IGBT 長的方向順著散熱器的紋路,以減少散熱器的變形。兩只模塊在一個(gè)散熱器上裝置時(shí),短的方向并排擺放,中間留出足夠的距離,主要是風(fēng)機(jī)散熱時(shí)減少熱量迭加,容易散熱,*大限度發(fā)揮散熱器的效率。二是模塊端子容易連接,有利于減少雜散電感,尤其高頻用于時(shí)更重要。
⑨ 在連接器件時(shí),連接模塊的母線排不能給模塊主端子電極造成過大的機(jī)械和熱應(yīng)力,以免模塊電極的內(nèi)部焊接斷裂或電極端子發(fā)熱在模塊上產(chǎn)生過熱。
IGBT是絕緣柵雙極型晶體管( Insulated Gate Bipolar Transistor ) , 它是八十年代初誕生,九十年代迅速發(fā)展起來的新型復(fù)合器件。 IGBT 將 MOSFET 與 GTR 的優(yōu)點(diǎn)集于一身,既有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓驅(qū)動型,又具有通態(tài)壓降低、高電壓、大電流的優(yōu)點(diǎn)。因此, IGBT 的新技術(shù)、新工藝不斷有新的突破;應(yīng)用頻率硬開關(guān) 5KHz ~ 40KHz ,軟開關(guān) 40KHz ~ 150KHz ;功率從五千瓦到幾百千瓦的應(yīng)用場合。 IGBT器件將不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域,為高效節(jié)能、節(jié)材,為新能源、自動化和智能化提供了新的機(jī)遇。為了使初次用于者正確用好 IGBT 模塊,*大限度地發(fā)揮 IGBT 模塊的作用,以下是*基本的用于說明。
㈠ 依據(jù)裝置負(fù)載的工作電壓和額定電流以及用于頻率 , 選擇合適規(guī)格的模塊。用戶用于模塊前請?jiān)敿?xì)閱讀模塊參數(shù)數(shù)據(jù)表,了解模塊的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo);根據(jù)模塊各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)確定用于方案,計(jì)算通態(tài)損耗和開關(guān)損耗,選擇相匹配的散熱器及驅(qū)動電路。
㈡ IGBT 模塊的用于
1 .防止靜電 IGBT 是靜電敏感器件,為了防止器件受靜電危害,應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
① IGBT 模塊驅(qū)動端子上的黑色海綿是防靜電材料,用戶用接插件引線時(shí)取下防靜電材料立即插上引線;在無防靜電措施時(shí),不要用手觸摸驅(qū)動端子。
② 驅(qū)動端子需要焊接時(shí),設(shè)備或電烙鐵一定要接地。
2 .選擇和用于
① 請?jiān)诋a(chǎn)品的*大額定值(電壓、電流、溫度等)范圍內(nèi)用于,一旦超出*大額定值,可能損壞產(chǎn)品,特別是 IGBT 外加超出 Vces 的電壓時(shí)可能發(fā)生雪崩擊穿現(xiàn)象從而使元件損壞,請務(wù)必在 Vces 的額定值范圍內(nèi)用于!工作用于頻率愈高 , 工作電流愈??;源于可靠性的原因,必須考慮**系數(shù)。如果用于前需要測試請務(wù)必用于適當(dāng)?shù)臏y試設(shè)備,以免測試損壞(特別是 IGBT 和 FRED 模塊需要專業(yè)的測試設(shè)備,請勿用于非專業(yè)的設(shè)備測試其電壓的*大值)。
② 驅(qū)動電路:由于 IGBT Vce(sat) 和短路耐量之間的折衷關(guān)系,建議將柵極電壓選為 +VG=14 ~ 15V , -VG=5 ~ 10V ,要確保在模塊的驅(qū)動端子上的驅(qū)動電壓和波形達(dá)到驅(qū)動要求; 柵極電阻 Rg 與 IGBT 的開通和關(guān)斷特性密切相關(guān),減小 Rg 值開關(guān)損耗減少,下降時(shí)間減少,關(guān)斷脈沖電壓增加;反之,柵極電阻 Rg 值增加時(shí),會增加開關(guān)損耗,影響開關(guān)頻率;應(yīng)根據(jù)浪涌電壓和開關(guān)損耗間*佳折衷 ( 與頻率有關(guān) ) 選擇合適的 Rg 值,一般選為 5 Ω至 100 Ω之間。為防止柵極開路,建議靠近柵極與發(fā)射極間并聯(lián) 20K ~ 30K Ω電阻。驅(qū)動布線要盡量短且采用雙絞線;在電源合閘時(shí)請先投入驅(qū)動控制部分的電源,使其驅(qū)動電路工作后再投入主電路電源。
③ 保護(hù)電路: IGBT 模塊用于在高頻時(shí)布線電感容易產(chǎn)生尖峰電壓,必須注意減少布線電感和元件的配置,應(yīng)注意以下保護(hù)項(xiàng)目:過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、柵極過壓及欠壓保護(hù)、**工作區(qū)、過溫保護(hù)。
④ 吸收電路: 由于 IGBT 開關(guān)速度快,容易產(chǎn)生浪涌電壓,必須設(shè)有浪涌鉗位電路。
⑤ 并聯(lián)用于: 應(yīng)考慮柵極電路、線路布線、電流不平衡和器件之間的溫度不平衡等問題。
⑥ 用于時(shí)請避開產(chǎn)生腐蝕氣體和嚴(yán)重塵埃的場所。
㈢ 裝置
① 散熱器應(yīng)根據(jù)用于環(huán)境及模塊參數(shù)進(jìn)行匹配選擇,以保證模塊工作時(shí)對散熱器的要求。
② 散熱器表面的光潔度應(yīng)小于 10mm ,每個(gè)螺絲之間的平面扭曲小于 10mm 。為了減少接觸熱阻,推薦在散熱器與模塊之間涂上一層很薄的導(dǎo)熱硅脂,模塊均勻受力后 , 從模塊邊緣可看出有少許導(dǎo)熱硅脂擠出為*佳。
③ 模塊裝置在散熱器上時(shí),螺釘需用說明書中給出的力矩?cái)Q緊。力矩不足導(dǎo)致熱阻增 加或運(yùn)動中出現(xiàn)螺釘松動。力矩過大可能損壞模塊外殼或是破壞模塊絕緣;
④ 僅裝置一個(gè)模塊時(shí),裝在散熱器中心位置,使熱阻效果*佳。
⑤ 裝置幾個(gè)模塊時(shí),應(yīng)根據(jù)每個(gè)模塊發(fā)熱情況留出相應(yīng)的空間,發(fā)熱大的模塊應(yīng)留出較多得空間。
⑥ 兩點(diǎn)裝置緊固螺絲時(shí),先依次緊固額定力矩的 1/3 ,然后反次達(dá)到額定力矩。
⑦ 四點(diǎn)裝置和兩點(diǎn)裝置類似, IGBT 長的方向順著散熱器的紋路。緊固螺絲時(shí),依次對角緊固 1/3 額定力矩,然后反次達(dá)到額定力矩。
⑧ 用于帶紋路的散熱器時(shí), IGBT 長的方向順著散熱器的紋路,以減少散熱器的變形。兩只模塊在一個(gè)散熱器上裝置時(shí),短的方向并排擺放,中間留出足夠的距離,主要是風(fēng)機(jī)散熱時(shí)減少熱量迭加,容易散熱,*大限度發(fā)揮散熱器的效率。二是模塊端子容易連接,有利于減少雜散電感,尤其高頻用于時(shí)更重要。
⑨ 在連接器件時(shí),連接模塊的母線排不能給模塊主端子電極造成過大的機(jī)械和熱應(yīng)力,以免模塊電極的內(nèi)部焊接斷裂或電極端子發(fā)熱在模塊上產(chǎn)生過熱。