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IGBT在变频电源中的应用及重要性

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发表时间:2020-10-10 11:30作者:奥盈小编来源:奥盈电气

IGBT作为目前主流的新型电力电子器件之一,其应用在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备,以及工业领域(高压大电流场合的交直流电转换和变频控制)等,使用范畴极广,也是上述应用中的核心技术。据相关数据显示,在2020年前,我国IGBT市场一直被国际巨头垄断,约有九成的份额掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手中。

什么是IGBT?

IGBT也叫绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。

IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。IGBT非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

IGBT在变频电源中的作用和原理

变频电源是将市电中的交流电经过AC-DC-AC变换, 输出为纯净的正弦波,输出频率和电压 一定范围内可调。它有别于用于电机调速用的变频器,也有别于普通交流稳压电源。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波(无失真)。变频电源十分接近于理想交流电源,因此,对于发达国家越来越多地将变频电源用作于标准供电电源,以便为用电器提供最优良的供电环境,便于客观考核用电器的技术性能。

IGBT是变频电源内部最核心的重要元器件之一,在内部起着重要的作用。变频电源内部的元器件有很多,都是不可缺少的一部分。IGBT在变频电源中所发挥的作用是将直流变为交流供电机使用, 与其它电力电子器件相比的话,IGBT具有非常高的可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点,鉴于此,开发高电压、大电流、频率高的高压IGBT并将其应用到变频电源中以获得不同频率的电流。

IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

以上就是小编为大家介绍的有关IGBT在变频电源中的应用的内容,更多变频电源相关技术知识欢迎关注我们西安奥盈电气。