您當前的位置:慧博科技培訓中心 > 新聞動態 > 行業動態 > 正文

IGBT模塊使用與安裝知識培訓

————

  • 作者:Huibokeji        發布時間:12/03/30
  •   IGBT是絕緣柵雙極型晶體管(Isolated Gate Bipolar Transistor),它是八十年代初誕生,九十年代迅速發展起來的新型復合電力電子器件。IGBT將MOSFET與GTR的優點集于一身,既有輸入阻抗高、速度快、熱穩定性好、電壓驅動型,又具有通態壓降低、高電壓、大電流的優點。因此,IGBT的新技術、新工藝不斷有新的突破;應用頻率硬開關5KHz~40KHz,軟開關40KHz~150KHz;功率從五千瓦到幾百千瓦的應用場合。IGBT器件將不斷開拓新的應用領域,為高效節能、節材,為新能源、工業自動化(高頻電焊機, 高頻超聲波, 逆變器, 斬波器, UPS/EPS, 感應加熱)提供了新的商機。為了使初次使用者正確用好IGBT模塊,最大限度地發揮IGBT模塊的作用,以下是最基本的使用說明。

      一、依據裝置負載的工作電壓和額定電流以及使用頻率,選擇合適規格的模塊。用戶使用模塊前請詳細閱讀模塊參數數據表,了解模塊的各項技術指標;根據模塊各項技術參數確定使用方案,計算通態損耗和開關損耗,選擇相匹配的散熱器及驅動電路。

      二、IGBT模塊的使用

      1. 防止靜電 IGBT是靜電敏感器件,為了防止器件受靜電危害,應注意以下兩點:

      (1)IGBT模塊驅動端子上的黑色海綿是防靜電材料,用戶用接插件引線時取下防靜電材料立即插上引線;在無防靜電措施時,不要用手觸摸驅動端子。

      (2) 驅動端子需要焊接時,設備或電烙鐵一定要接地。

      2.選擇和使用

      (1) 請在產品的最大額定值(電壓、電流、溫度等)范圍內使用,一旦超出最大額定值,可能損壞產品,特別是IGBT外加超出VCES的電壓時可能發生雪崩擊穿現象從而使元件損壞,請務必在VCES的額定值范圍內使用!工作使用頻率愈高,工作電流愈小;源于可靠性的原因,必須考慮安全系數。如果使用前需要測試請務必使用適當的測試設備,以免測試損壞(特別是IGBT和FRED模塊需要專業的測試設備,請勿使用非專業的設備測試其電壓的最大值)。

      (2) 驅動電路:由于IGBT Vce(sat) 和短路耐量之間的折衷關系,建議將柵極電壓選為 +VG=14~15V,-VG=5~10V,要確保在模塊的驅動端子上的驅動電壓和波形達到驅動要求; 柵極電阻Rg與IGBT 的開通和關斷特性密切相關,減小Rg值開關損耗減少,下降時間減少,關斷脈沖電壓增加;反之,柵極電阻Rg值增加時,會增加開關損耗,影響開關頻率;應根據浪涌電壓和開關損耗間最佳折衷(與頻率有關)選擇合適的Rg 值,一般選為5Ω至100Ω之間。為防止柵極開路,建議靠近柵極與發射極間并聯20K~30KΩ電阻。驅動布線要盡量短且采用雙絞線;在電源合閘時請先投入驅動控制部分的電源,使其驅動電路工作后再投入主電路電源。

      (3) 保護電路:IGBT模塊使用在高頻時布線電感容易產生尖峰電壓,必須注意減少布線電感和元件的配置,應注意以下保護項目:過電流保護、過電壓保護、柵極過壓及欠壓保護、安全工作區、過溫保護。

      (4) 吸收電路: 由于IGBT開關速度快,容易產生浪涌電壓,必須設有浪涌鉗位電路。

      (5) 并聯使用: 應考慮柵極電路、線路布線、電流不平衡和器件之間的溫度不平衡等問題。

      (6)使用時請避開產生腐蝕氣體和嚴重塵埃的場所。

      三、IGBT 安裝

      1. 散熱器應根據使用環境及模塊參數進行匹配選擇,以保證模塊工作時對散熱器的要求。

      2. 散熱器表面的光潔度應小于10mm,每個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熱硅脂,模塊均勻受力后,從模塊邊緣可看出有少許導熱硅脂擠出為最佳。

      3. 模塊安裝在散熱器上時,螺釘需用說明書中給出的力矩擰緊。力矩不足導致熱阻增加或運動中出現螺釘松動。力矩過大可能損壞模塊外殼或是破壞模塊絕緣;

      4. 僅安裝一個模塊時,裝在散熱器中心位置,使熱阻效果最佳。

      5. 安裝幾個模塊時,應根據每個模塊發熱情況留出相應的空間,發熱大的模塊應留出較多得空間。

      6. 兩點安裝緊固螺絲時,先依次緊固額定力矩的1/3,然后反次達到額定力矩。

      7. 四點安裝和兩點安裝類似,IGBT長的方向順著散熱器的紋路。緊固螺絲時,依次對角緊固1/3額定力矩,然后反次達到額定力矩。

      8. 使用帶紋路的散熱器時,IGBT長的方向順著散熱器的紋路,以減少散熱器的變形。兩只模塊在一個散熱器上安裝時,短的方向并排擺放,中間留出足夠的距離,主要是風機散熱時減少熱量迭加,容易散熱,最大限度發揮散熱器的效率。二是模塊端子容易連接,有利于減少雜散電感,尤其高頻使用時更重要。

      9. 在連接器件時,連接模塊的母線排不能給模塊主端子電極造成過大的機械和熱應力,以免模塊電極的內部焊接斷裂或電極端子發熱在模塊上產生過熱。

北京快3