IGBT的英文全稱是Insulated Gate Bipolar Transistor，譯為絕緣柵雙極型晶體管。IGBT是由場效應管和大功率雙極型三極管構(gòu)成的，IGBT將場效應管的開關(guān)速度快、高頻特性好、熱穩(wěn)定性好、功率增益大及噪聲小等優(yōu)點與雙極型大功率三極管的大電流、低導通電阻特性集于一體，是性能較高的高速、高壓半導體功率器件。

IGBT識別

常見的IGBT的名稱、功能、特性、電路符號、實物外形如表2-11所示。

表2-11 常見IGBT的名稱、功能、特性、電路符號、實物外形

表2-11

IGBT典型應用電路

電磁爐采用的一種典型的IGBT應用電路如圖2-26所示。該電路的核心元器件是功率管IGBT、諧振電容C2、諧振線圈（線盤）L2、阻尼管VD。

提示

由于C2與L2并聯(lián)，所以主回路組成的諧振回路為電壓諧振，又因IGBT的集電極、發(fā)射極兩端接有阻尼管 VD，所以該諧振回路屬于準諧振回路。對于熟悉彩色電視機行輸出電路原理的維修人員，該電路的原理可謂一目了然。

圖2-26

圖2-26 功率變換器及諧振波形

t 1 ～ t 2 期間，高電平激勵脈沖加至IGBT的柵極使它飽和導通，300V電壓通過L2和IGBT的集電極、發(fā)射極構(gòu)成導通回路，因流過電感的電流不能突變，所以IGBT的集電極電流 I C （ I 1 ）在 t 1 ～ t 2 期間線性增大，使L2產(chǎn)生左正、右負的電動勢，到達 t 2 時刻電流達最大。

t 2 ～ t 3 期間，由于激勵脈沖變?yōu)榈碗娖?，IGBT截止，由于 I C 不能突變?yōu)?，所以L2通過自感產(chǎn)生右正、左負的電動勢以阻止電流的突變，該電動勢對 C2 充電，充電電壓由低逐漸升高，實現(xiàn)功率管的零電壓關(guān)斷，即IGBT關(guān)斷瞬間它的集電極電壓最低。C2充電產(chǎn)生電流 I 2 ，到達 t 3 時刻 I 2 變?yōu)?，C2右端電壓達到最大，它與C1兩端電壓疊加后加到IGBT的集電極、發(fā)射極，此電壓就是IGBT截止期間產(chǎn)生的反峰電壓，相當于彩色電視機中行輸出管集電極上產(chǎn)生的逆程電壓。

t 3 ～ t 4 期間，由于IGBT繼續(xù)截止，所以C2存儲的電壓通過L2放電，產(chǎn)生放電電流 I 3 ，當 I 3 達到負的最大值，C2放電結(jié)束，它存儲的電能又轉(zhuǎn)為L2中的磁能。

t 4 ～ t 5 期間，因 I 3 不能突變?yōu)?，于是L2再次產(chǎn)生左正、右負的電動勢，該電動勢通過C1和阻尼管VD構(gòu)成的回放電路，放電不僅可阻止振蕩的持續(xù)進行，而且產(chǎn)生電流 I 4 為C1補充能量，當電流 I 4 為0時放電結(jié)束。 t 5 時刻，IGBT在高電平激勵脈沖作用下再次導通，實現(xiàn)功率管的零電壓導通。IGBT導通后，產(chǎn)生導通電流 I 5 ，重復以上過程，在線盤L2上就產(chǎn)生了和激勵脈沖工作頻率 f （20～30kHz）相同的脈沖電流。

綜上所述，在一個諧振周期內(nèi)，只有導通電流 I 1 是電源供給L2 的能量，所以加熱功率的大小主要取決于 I 1 的大小。因 I 1 與IGBT的導通時間成正比，所以通過調(diào)節(jié)激勵脈沖的寬度就可實現(xiàn)加熱功率的調(diào)節(jié)，當占空比大時 IGBT 導通時間延長， I 1 增大，輸出功率大;反之結(jié)果相反。

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