實驗室的平臺上基本都是IGBT模塊,一直以來都在一塊黑匣子一樣的地方,困擾了我很久很久。結果前段時間做實驗,IGBT炸了,直接把我給整矇蔽了,這咋炸的啊?這是爲啥啊?於是就開始構思這一篇文章了。主要思路是闡述,先簡單闡述IGBT模塊的結構和基本原理進行介紹,然後對IGBT模塊參數進行解讀,參數的解讀爲文章的主體部分。
1、IGBT模塊的結構
中文全稱:絕緣柵雙極性晶體管
英文全稱:Insulated-gate Bipolar Transistor
具體較爲詳細的從學術上的介紹,請大家參照王兆安電力電子技術第五版的34頁。
1.1 IPM模塊中IGBT的結構(在此主要從工程應用上考慮)
其結構如上圖,爲一個基礎的IGBT器件,並聯一個反向二極管。反向二極管的作用是爲了防止感性負載是過大的感生電壓di/dt擊穿IGBT。其原因是1、IGBT是一個開通關斷器件 2、感性負載不允許電流突變。如果電流回路突然關斷,IGBT就會在關斷的瞬間承受感生電壓 di/dt ,由於時間極短,所以感生電壓的值是非常大的。爲了解決這一問題,IGBT反並聯二極管,在驅動感性負載且關斷時,爲電流提供通道,從而瞬態關斷的感生電壓。
1.2 IPM模塊內部電路
不控整流部分:
逆變回路:
斬波制動部分:(逆變回路的一部分)
1.3 IPM工作的基本原理
IPM模塊內部的主要電路由不控整流部分、逆變回路部分和斬波部分組成。不控整流部分的其主要作用是對調壓器輸出的電壓進行不控整流,相同IPM模塊內,會通過PCB板將整流出來的電壓一般作爲逆變回路的母線電壓。逆變回路部分主要是對母線電壓進行逆變,根據控制板輸入PWM控制逆變器輸出相應的三相電壓驅動電機。而斬波部分主要是針對電機負載使用,在電機進行緊急制動時,會有能量從電機側向母線側輸入,就需要斬波部分開關管的控制,使得這部分能量卸放到外接的制動電阻上。