逆變器IGBT模塊的應(yīng)用分析

(1)根據(jù)負(fù)載的工作電壓和額定電流，以及使用頻率，選擇合適規(guī)格的模塊。

使用模塊前，請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀模塊參數(shù)數(shù)據(jù)表，了解模塊的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo);根據(jù)模塊的技術(shù)參數(shù)確定使用方案，計(jì)算通態(tài)損耗和開關(guān)損耗，選擇匹配的散熱器和驅(qū)動(dòng)電路。

(2)IGBT模塊的使用

1.防靜電IGBT是一種靜電敏感設(shè)備。為了防止靜電對(duì)設(shè)備造成損害，應(yīng)注意以下兩點(diǎn):

①IGBT模塊驅(qū)動(dòng)端子上的黑色海綿是一種防靜電材料。當(dāng)用戶使用連接器的導(dǎo)線時(shí)，取下防靜電材料，立即插入導(dǎo)線;沒有防靜電措施時(shí)，不要用手觸摸驅(qū)動(dòng)端子。

②當(dāng)需要焊接驅(qū)動(dòng)端子時(shí)，設(shè)備或電烙鐵必須接地。

2.選擇和使用

①請(qǐng)?jiān)谧畲箢~定值(電壓、電流、溫度等)范圍內(nèi)使用產(chǎn)品。)范圍。一旦超過最大額定值，產(chǎn)品可能會(huì)損壞，特別是當(dāng)IGBT施加超過VCES的電壓時(shí)，可能會(huì)發(fā)生雪崩擊穿，元件可能會(huì)損壞。請(qǐng)務(wù)必在VCES的額定值范圍內(nèi)使用!工作頻率越高，工作電流越小;出于可靠性原因，必須考慮安全因素。

②驅(qū)動(dòng)電路:由于IGBT Vce(sat)與短路耐受能力的權(quán)衡關(guān)系，建議選擇柵極電壓為+VGE=14~15V，-VGE=5~10V，以保證模塊驅(qū)動(dòng)端上的驅(qū)動(dòng)是滿足驅(qū)動(dòng)要求的電壓和波形;柵極電阻Rg與IGBT的開關(guān)特性密切相關(guān)，降低Rg值降低了開關(guān)損耗，減少了下降時(shí)間，提高了關(guān)斷脈沖電壓。

反之，當(dāng)柵極電阻Rg值增大時(shí)，會(huì)增加開關(guān)損耗，影響開關(guān)頻率;應(yīng)根據(jù)浪涌電壓和開關(guān)損耗(與頻率相關(guān))之間的最佳折衷選擇適當(dāng)?shù)腞g值，一般在5ω到100ω之間。為了防止柵極開路，建議在柵極和發(fā)射極之間并聯(lián)一個(gè)約20KΩ的10K電阻。

驅(qū)動(dòng)布線應(yīng)盡可能短，并使用雙絞線;接通電源時(shí)，請(qǐng)先接通驅(qū)動(dòng)控制部分的電源，使驅(qū)動(dòng)電路工作，然后再接通主電路電源。

③保護(hù)電路:IGBT模塊的接線電感在使用高頻時(shí)容易產(chǎn)生峰值電壓。必須注意降低布線電感和組件配置。應(yīng)注意以下保護(hù)項(xiàng)目:過流保護(hù)、過壓保護(hù)、閘門過壓和欠壓保護(hù)、安全工作區(qū)、超溫保護(hù)。

④吸收電路:由于IGBT開關(guān)速度快，容易產(chǎn)生浪涌電壓，必須提供浪涌箝位電路。

⑤并聯(lián)使用:應(yīng)考慮器件間的門電路、線路布線、電流不平衡和溫度不平衡，選用正溫度系數(shù)，飽和壓降在同一水平(同批次)。

⑥使用時(shí)請(qǐng)避開產(chǎn)生腐蝕性氣體和嚴(yán)重粉塵的地方。

(3) IGBT安裝

①散熱器應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境和模塊參數(shù)進(jìn)行匹配和選擇，以保證模塊工作時(shí)對(duì)散熱器的要求。

②散熱器的表面光潔度應(yīng)小于10mm，各螺釘之間的平面畸變應(yīng)小于10mm。如果散熱片表面凹陷，會(huì)導(dǎo)致接觸熱阻增加。為了降低接觸熱阻，建議在散熱器和模塊之間涂一薄層導(dǎo)熱膏。模塊受力均勻后，最好能看到一點(diǎn)點(diǎn)熱糊從模塊邊緣擠出來。(最好使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在散熱片表面印刷導(dǎo)熱膏)

③當(dāng)模塊安裝在散熱器上時(shí)，應(yīng)以手冊(cè)中給出的扭矩?cái)Q緊螺釘。扭矩不足會(huì)導(dǎo)致熱阻增加或運(yùn)動(dòng)中螺釘松動(dòng)。過大的扭矩可能會(huì)損壞模塊外殼或模塊絕緣;

④當(dāng)只安裝一個(gè)模塊時(shí)，安裝在散熱器中央，使熱阻效果最佳。

⑤安裝多個(gè)模塊時(shí)，應(yīng)根據(jù)各模塊的發(fā)熱情況預(yù)留相應(yīng)的空間，發(fā)熱量大的模塊應(yīng)預(yù)留更多的空間。

⑥在兩點(diǎn)安裝緊固螺釘時(shí)，先依次擰緊1/3額定扭矩，再反向擰緊額定扭矩。

⑦四點(diǎn)安裝與兩點(diǎn)安裝類似，IGBT的長(zhǎng)方向遵循散熱片的圖案。擰緊螺釘時(shí)，依次對(duì)角擰緊額定扭矩的1/3，然后按相反順序達(dá)到額定扭矩。

⑧使用有紋理的暖氣片時(shí)，IGBT的長(zhǎng)方向順著暖氣片的紋理，減少暖氣片的變形。兩個(gè)模塊安裝在一個(gè)散熱器上時(shí)，要短方向并排放置，中間留有足夠的距離，主要是為了減少風(fēng)扇散熱時(shí)的熱量積累，便于散熱，最大限度地提高散熱器的效率。

第二是模塊端子容易連接，有利于降低雜散電感，尤其是在高頻使用時(shí)。

⑨連接設(shè)備時(shí)，連接模塊的母線不應(yīng)給模塊的主端子電極造成過大的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，以防止模塊電極的內(nèi)部焊接斷裂或電極端子發(fā)熱導(dǎo)致模塊過熱。

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