Элементы систем автоматики (силовой канал). Доманов В.И - 79 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 3.5. Структура IGBT-транзистора
Токи нагрузки существующих IGBT-транзисторов (непрерывный режим)
лежат в пределах от 1 до 100 А, допустимый импульсный ток обычно в 2.5-3
раза превышает постоянное значение. Для более высоких токов выпускаются
модули, состоящие из нескольких транзисторов и обычно быстрых диодов для
коммутации тока нагрузки. Предельные токи таких модулей - до нескольких
килоампер.
Основная часть напряжения закрытого IGBT-транзистора падает на
биполярном транзисторе. Пробивные напряжения большинства выпускаемых
IGBT-транзисторов лежат в пределах от 400 В до 1600 В.
Напряжение коллектор-эмиттер открытого транзистора лежит в пределах
от 1.5 до 3.5 В в зависимости от тока и типа. В одинаковом режиме для разных
типов ключей напряжение открытого транзистора тем выше, чем выше
пробивное напряжение и предельная скорость переключения.
Структура имеет паразитную PNPN-структуру, отраженную NPN-
транзистором, и возможно защелкивание при высоких dV/dt, а также при
больших токах, существенно превышающих допустимый импульсный ток.
Благодаря низкому усилению, IGBT в целом не склонен к локализации тока
и вторичному пробою, и имеет практически прямоугольную область
безопасной работы для импульсных токов (в допустимой области), что очень
удобно при индуктивной нагрузке, позволяя исключить схему формирования
траектории переключения.
С ростом температуры крутизна IGBT снижается, что дает возможность
включать их параллельно на общую нагрузку и наращивать суммарный
выходной ток.
Эквивалентная схема IGBT в динамике приведена на рис. 3.6.
Аналогично МОП-транзистору, IGBT имеет емкости затвор-коллектор,
затвор-эмиттер, коллектор-эмиттер, а также необходимо учитывать
индуктивность выводов (около 10 нГн).
Емкости затвора нелинейно уменьшаются с напряжением, поэтому
в документации иногда указывается заряд, необходимый для
включения/выключения транзистора. Величина этих конденсаторов или заряда
обычно в 2-5 раз ниже, чем у МОП-транзистора с аналогичными предельными
параметрами, поэтому IGBT требует меньшей мощности для управления
в динамике. Время нарастания/спада напряжения на транзисторе при
79

Страницы