IGBT由P-MOSFET和GTR混合組成的電壓控制型自關斷器件。它將P-MOSFET和GTR的優點集于一身，既具有P-MOSFET輸入阻抗高、開關速度快、工作頻率高、熱穩定性好、驅動電路簡單的長處，又有GTR通態電壓降低、耐高壓和承受電流大的優點。

電氣符號

外形

原理

當Uce<0時，IGBT呈反向阻斷狀態。

當Uce>0時，若Uge<Ut（開啟電壓），IGBT成正向阻斷狀態；若Uge>Ut（開啟電壓），IGBT導通。

特性

I區：可調電阻區，Uce增大，Ic增大。

II區：恒流飽和區，對于一定的Uge，Ic不再隨Uce變化。

III區：雪崩區

Uge<Ut時，IGBT截止；Uge>Ut，IGBT導通，且除靠近Ut這一小段，Ic和Uge呈線性關系。

主要參數

集射極擊穿電壓BUces：IGBT的最高工作電壓。

開啟電壓Ut和最大柵射極電壓BUges：Ut是導通所需的最低柵射極電壓，一般在2~6V。BUges限制在±20V以內，最佳值在15V左右。

通態壓降Uce：導通狀態時集射極間的導通壓降，值越小管子功耗越小，一般為2.5~3.5V。

集電極連續電流Ic和峰值電流Icp：集電極允許流過的最大連續電流Ic的額定電流；最大集電極峰值Icp，為額定電流Ic的2倍左右。

柵極驅動

1.驅動脈沖的上升沿和下降沿要陡：上升沿可使IGBT快速開通，減小開通損耗；下降沿陡，并在柵射極間加一適當的反向偏壓，有助于IGBT快速關斷，減少關斷損耗。

2.驅動功率足夠大：IGBT開通后，柵極驅動源應能提供足夠的功率及電壓、電流幅值，使IGBT總處于飽和狀態，不因退出飽和而損壞。

3.合適的負偏壓：為縮短關斷過程中的時間，需施加負偏壓-Uge，同時還可防止關斷瞬間因電壓上升率過高造成誤導通，并提高抗干擾能力。反偏壓-Uge一般取-2~-10V。

4.合理的柵極電阻Rg：在開關損耗不太大的情況下，應選擇較大的Rg。Rg的范圍為1~400Ω。

5.IGBT多用于高壓場合，故驅動電路與整個控制電路應嚴格隔離。

保護

1.通過檢測出的過電流信號切斷柵極控制信號，實現過電流保護

2.利用緩沖電路抑制過電壓并限制電壓上升率

3.利用溫度傳感器檢測IGBT的殼溫，當超過允許溫度時主電路跳閘，實現過熱保護

4.靜電保護

5.短路保護

仿真模型

路徑

電路模型

輸入輸出

c：集電極? ? e：發射極? ? g：柵極? ? m：測量電流和電壓[Iak， Vak]

參數

Ron：IGBT內電阻。當內電感設為0時，內電阻不能設為0。

Lon：IGBT內電感。當內電阻設為0時，內電感不能為0。

Vf：IGBT的正向管壓降。

Ic：IGBT初始電流。設為非零時，表示從導通開始。

Rs：IGBT緩沖電阻（和緩沖電容串聯，與二極管并聯）。Rs為0，純電容。

Cs：IGBT緩沖電容（和緩沖電容串聯，與二極管并聯）。Cs為inf，純電阻。Rs為inf，Cs為0，消除緩沖。

Tf：IGBT電流下降到10%的時間。

Tt：IGBT電流拖尾時間。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Simulink之绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。