重庆富士IGBT工业化

    富士IGBT智能模块的应用电路设计富士的IGBT-IPM模块有很多不同的系列每一系列的主电源电压范围各有不同，在设计时一定要考虑其应用的电压范围。600V系列主电源电压和制动动作电压都应该在400V以下，1200v系列则要在800V以下。开关时的大浪涌电压为：600V系列应在500V以下，1200V系列应该在1000V以下。根据上述各值的范围，使用时应使浪涌电压限定在规定值以内，且应在靠近P、N端子处安装缓冲器（如果一个整流电路上接有多个IGBT模块，还需要在P、N主端子间加浪涌吸收器）。虽然在模块内部已对外部的电压噪声采取了相应的措施，但是由于噪声的种类和强度不同，加之也不可能完全避免误动作或损坏等情况，因此需要对交流进线加滤波器，并采用绝缘方式接地，同时应在每相的输入信号与地(GND)间并联l000pF的吸收电容。(1)光电耦合器控制电路控制电路主要针对的是单片机控制系统的弱电控制部分，由于IPM模块要直接和配电系统连接，因此，必须利用隔离器件将IPM模块和控制部分的弱电电路隔离开来，以保护单片机控制系统。同时，IPM模块的工作状况在很大程度上取决于正确、有效、及时的控制信号。所以，设计一个优良的光电耦合器控制电路也是IPlvl模块正常工作的关键之一。IGBT模块占电动汽车成本将近10%，占充电桩成本约20%。重庆富士IGBT工业化

    墓他3组上桥臂的控制信号输入电路与图2相同，但3组15V直流电源应分别供电，而下桥臂的4组则共用一个15V直流电源。图2控制信号输入电路(2)缓冲电路缓冲电路（阻容吸收电路）主要用于抑制模块内部的IGBT单元的过电压和du/出或者过电流和di/dt，同时减小IGBT的开关损耗。由于缓冲电路所需的电阻、电容的功率、体积都较大，所以在IGBT模块内部并没有专门集成该部分电路，因此，在实际的系统中一定要设计缓冲电路，通过缓冲电路的电容可把过电压的电磁能量变成静电能量储存起来。缓冲电路的电阻可防止电容与电感产生谐振。如果没有缓冲电路，器件在开通时电流会迅速上升，di/dt也很大，关断时du/dt很大，并会出现很高的过电压，极易造成模块内部IGBT器件损坏。图3给出了一个典型的缓冲电路；有关阻值与电容大小的设计可根据具体系统来设定不同的参数。重庆富士IGBT金属而随之相关的富士电机生产的功率模块（igbt、pim、ipm）产品也具有优良的性能。

    IGBT单管和IGBT功率模块PIM、IPM的区别是什么？作者：海飞乐技术时间：2018-04-1218:47IGBT功率模块采用封装技术集成驱动、保护电路和高能芯片一起的模块，已经从复合功率模块PIM发展到了智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM等。IGBT单管和IGBT功率模块的定义不同：IGBT单管：分立IGBT，封装较模块小，电流通常在50A以下，常见有TO247、TO3P等封装。IGBT模块：块化封装就是将多个IGBT集成封装在一起，即模块化封装的IGBT芯片。常见的有1in1,2in1,6in1等。PIM模块：集成整流桥+制动单元（PFC）+三相逆变（IGBT桥）；IPM模块：即智能功率模块，集成门级驱动及保护功能（热保护，过流保护等）的IGBT模块。IGBT单管和IGBT功率模块的结构不同IGBT单管为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构，N+区称为源区，附于其上的电极称为源极。P+区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P型区（包括P+和P一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（Subchannelregion）。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区（Draininjector），它是IGBT特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管，起发射极的作用。

    IGBT模块上有一个“续流二极管”。它有什么作用呢？答：当PWM波输出的时候，它是维持电机内的电流不断用的。我在说明变频器逆变原理的时候，用的一个电阻做负载。电阻做负载，它上面的电流随着电压有通断而通断，上图所示的原理没有问题。但变频器实际是要驱动电机的，接在电机的定子上面，定子是一组线圈绕成的，就是“电感”。电感有一个特点：它的内部的电流不能进行突变。所以当采用PWM波输出电压波形时，加在电机上的电压就是“断断续续”的，这样电机内的电流就会“断断续续”的，这就给电机带来严重的后果：由于电感断流时，会产生反电动势，这个电动势加在IGBT上面，对IGBT会有损害。解决的办法：在IGBT的CE极上并联“续流二极管”。有了这个续流二极管，电机的电流就是连续的。具体怎么工作的呢？如下图，负载上换成了一个电感L。当1/4开通时，电感上会有电流流过。然后PWM波控制1/4关断，这样上图中标箭头的这个电路中就没有电流流过。由于电感L接在电路中，电感的特性，电流不能突然中断，所以电感中此时还有电流流过，同时因为电路上电流中断了，导致它会产生一个反电动势，这个反电动势将通过3的续流二极管加到正极上，由于正极前面有滤波电容。从用电端来看，家用白电、 微波炉、 LED照明驱动等都对IGBT有大量的需求。

    晶闸管的正向漏电流比一般硅二极管反向漏电流大，且随着管子正向阳极电压升高而增大。当阳极电压升到足够大时，会使晶闸管导通，称为正向转折或“硬开通”。多次硬开通会损坏管子。2．晶闸管加上正向阳极电压后，还必须加上触发电压，并产生足够的触发电流，才能使晶闸管从阻断转为导通。触发电流不够时，管子不会导通，但此时正向漏电流随着增大而增大。晶闸管只能稳定工作在关断和导通两个状态，没有中间状态，具有双稳开关特性。是一种理想的无触点功率开关元件。3．晶闸管一旦触发导通，门极完全失去控制作用。要关断晶闸管，必须使阳极电流《维持电流，对于电阻负载，只要使管子阳极电压降为零即可。为了保证晶闸管可靠迅速关断，通常在管子阳极电压互降为零后，加上一定时间的反向电压。晶闸管主要特性参数1．正反向重复峰值电压——额定电压（VDRM、VRRM取其小者）2．额定通态平均电流IT（AV）——额定电流（正弦半波平均值）3．门极触发电流IGT，门极触发电压UGT，（受温度变化）4．通态平均电压UT（AV）即管压降5．维持电流IH与掣住电流IL6．开通与关断时间晶闸管合格证基本参数IT（AV）=A。从输电端来看，特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件。重庆富士IGBT金属

IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用，是电动汽车及充电桩等设备的技术部件。重庆富士IGBT工业化

    图1单管，模块的内部等效电路多个管芯并联时，栅极已经加入栅极电阻，实际的等效电路如图2所示。不同制造商的模块，栅极电阻的阻值也不相同；不过，同一个模块内部的栅极电阻，其阻值是相同的。图2单管模块内部的实际等效电路图IGBT单管模块通常称为1in1模块，前面的“1”表示内部包含一个IGBT管芯，后面的“1”表示同一个模块塑壳之中。2.半桥模块，2in1模块半桥（Halfbridge）模块也称为2in1模块，可直接构成半桥电路，也可以用2个半桥模块构成全桥，3个半桥模块也构成三相桥。因此，半桥模块有时候也称为桥臂（Phase-Leg）模块。图3是半桥模块的内部等效。不同的制造商的接线端子名称也有所不同，如C2E1可能会标识为E1C2，有的模块只在等效电路图上标识引脚编号等。图3半桥模块的内部等效电路半桥模块的电流/电压规格指的均是其中的每一个模块单元。如1200V/400A的半桥模块，表示其中的2个IGBT管芯的电流/电压规格都是1200V/400A，即C1和E2之间可以耐受比较高2400V的瞬间直流电压。不仅半桥模块，所有模块均是如此标注的。3.全桥模块，4in1模块全桥模块的内部等效电路如图4所示。图4全桥模块内部等效电路全桥（Fullbridge）模块也称为4in1模块，用于直接构成全桥电路。重庆富士IGBT工业化

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