IGBT元件及模塊的參數及靜態特性測試儀
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IGBT模塊的術語及其特性術語說明
IGBT模塊的術語及其特性術語說明
術語?? 符號?? 定義及說明(測定條件參改說明書)??
集電極、發射極間電壓?? VCES?? 門極、發射極間短路時的集電極,發射極間的******電壓??
門極發極間電壓?? VGES?? 集電極、發射極間短路時的門極,發射極間******電壓??
集電極電流?? IC?? 集電極所允許的******直流電流??
Ic pulse?? 集電極所允許的******脈沖電流??
-IC?? 內藏二極管所允許的******直流正向電流??
-Ic pulse?? 內藏二極管所允許的******脈沖正向電流??
******損耗?? PC?? 單個IGBT所允許的******電力損耗??
結溫度?? Tj?? 元件連續工作時蕊片溫廈??
保存溫廈?? Tstg?? 不加電時保存及運輸時的溫度范圍??
絕緣耐壓?? Vis?? 電極完全處于短路狀態時,在電極與冷卻體安裝面之間所允許的正弦波電壓******有效值??
緊固力矩?? Mounting?? 用鏍釘固定元件及冷卻體時的******力矩值及推薦值??
Terminals?? 用鏍釘固定端子及外部引線時的******力矩值及推薦值??
集電極、發射極間切斷電流?? ICES?? 門極、發射極問短路在集電極、發射極間加上指定的電壓時的集電極電流??
門極、發射極間漏電流?? IGES?? 集電極、發射極間短路,在門極間加上指定的電壓時的門極漏電流??
門極、發射極間切斷電壓?? V GE(th)?? 在指定的集電極電流和集電極、發射極間電壓的情況下,門極、發射極間的電壓??
集電極、發射極間的飽和電壓?? V CE(sat)?? 在指定的集電極電流和門集、發射極間電壓的情況下,集電極、發射極間的電壓??
輸入電容?? Cles?? 集電極、發射極間處于交流短路狀態,在門極、發射極間及集電極、發射極間加上指定電壓時,集電極、發射極間的電容??
輸出電容?? Coes?? 門極、發射極間處于交流短路狀態,在門極、發射極間及集電極、發射極間加上指定電壓時,集電極、發射極間的電容??
歸還電容?? Cces?? 發射極接地,在門極、發射極間加上指定電壓時,集電極、門極間的電容??
接通時間 ton IGBT接通時,門極、發射極間電壓上升至OV時開始至集電極、發射極電壓下降到10%為止的時間
上升時間?? t2?? IGBT接通時,集電極電流上升到10%,開始至集電極、發射極間電壓下降到10%時為止的時間
關斷時間 tf IGBT關斷時,門極、發射極間電壓下降到90%時,開始至集電極、電流下降到10%時為止的時間
下降時間 toff 集電極電流從90%下降到10%時為止的時間
二極管正間電壓 V F 內藏二極管流有指定正向電流時的正間電壓
逆向恢復時間 tis 內藏二極管逆向恢復電流消失時為止所需要的時間
逆向恢復電流 lus 內藏二極管正向電流切斷時,在反方向流的電流峰值
熱電阻 Rth(1-c) IGBT或內藏二極管的蕊片,封盒間熱電阻
R th(c-3) 采用熱復合物并用推薦的力矩值固定元件與冷卻體時封盒、冷卻體間的熱電阻
門電阻 R c 門串接電阻值(推薦值在開關時間測定條件中記述)
門極充電電量 Qg 為使IGBT導通,在門極上所充電的電量
開關偏置安全工作范圍 RBSOA 關斷時,往指定的條件下,可以切斷 IGBT時的電流,電壓范圍
封殼溫度 Tc IGBT封盒溫度
IGBT模塊使用上的注意事項
IGBT模塊使用上的注意事項
1. IGBT模塊的選定
?? 在使用IGBT模塊的場合,選擇何種電壓,電流規格的IGBT模塊,需要做周密的考慮.
a. 電壓規格
???? IGBT模塊的電壓規格與所使用裝置的輸入電源即市電電源電壓緊密相關.其相互關系列於表1.根據使用目的,并參考本表,請選擇相應的元件.
?? 元器件電壓規格
?????? 600V 1200V 1400V
?? 電源電壓 200V;220V
???????????? 230V;240V 346V;350V
???????????? 380V;400V
???????????? 415V;440V 575V
b. 電流規格
???? IGBT模塊的集電極電流增大時,VCE(-)上升,所產生的額定損耗亦變大.同時,開關損耗增大,原件發熱加劇.因此,根據額定損耗,開關損耗所產生的熱量,控制器件結溫(Tj)在 150oC以下(通常為安全起見,以125oC以下為宜),請使用這時的集電流以下為宜.特別是用作高頻開關時,由於開關損耗增大,發熱也加劇,需十分注意.
???? 一般來說,要將集電極電流的******值控制在直流額定電流以下使用,從經濟角度這是值得推薦的.
2. 防止靜電對策
???? IGBT的VGE的保證值為±20V,在IGBT模塊上加出了超出保證值的電壓的場合,由於會導致損壞的危險,因而在柵極-發射極之間不能超出保證值的電壓,這點請注意.
???? 此外,在柵極-發射極間開路時,若在集電極-發射極間加上電壓,則隨著集電極電位的變化,如下圖所示,由于有電流(i)流過,柵極電位升高,集電極則有電流流過.這時,如果在集電極-發射集間處于高電壓狀態時,有可能使蕊片發熱及至損壞.
???? 在使用裝置的場合,如果柵極回路不合適或者柵極回路完全不能工作時(珊極處於開路狀態),若在主回路上加上電壓,則IGST就會損壞,為防止這類損壞情況發生,應在柵極一發射極之間接一只10KQ左左的電阻為宜.
???? 此外,由於IGBT模塊為MOS結構,對於靜電流就要十分注意.因此,請注意下面幾點:
1. 在使用模塊時,手持分裝件時,請勿觸摸驅動端子部份.
2. 在用導電材料連接驅動端子的模塊時,在配線未布好之前’請先不要接上模塊.
3. 盡量在底板良好接地的情況下操作.
4. 當必須要觸摸模塊端子時,要先將人體或衣服上的靜電用大電阻( IM歐左右)接地進行放電後,再觸摸.
5. 在焊接作業時,焊機與焊槽之間的漏泄容易引起靜電壓的產生,為了防止靜電的產生,請先將焊機處於良好的接地狀態下.
3. 電流限制值與VGE Rg的依賴關系
???? N系列IGBT模瑰,由於內裝有電流限制回路,因此,可限制短路時的集電極電流,使模塊能承受的極限電流值保以提高.這種限制電流值的大小與VGE及Rg值有關,即隨著VGE變小或Rg變大,該值將變小.這時,應特別注意,要將裝置中過電流容限值設定在該模塊限制電流值之下方為安全.此外,電流限制電路僅有限制電流的作用,而無自身保護之功能.因此,為了防止模塊在短路時遭到破壞,必須在模塊外部能檢測出短路狀態·一旦有短路情況發生,應立即切斷輸入信號.
4. 保護電路設計
???? IGBT模塊,因過電流,過電壓等異?，F象,有可能使其損壞.因此,根據這種異常現象可能出現,旨在保護器件安全.保護電路的設計,在使用IGBT模塊時尤為重要.
這類保護電路,需對器件的特性充分了解,設計出與器件特性相匹配的保護電路是非常重要的,有時,雖有保護電路,器件仍然被損壞也常發生.(例如,過電流時,切斷時間太長,吸收回路電容容量過小等.)
技術資料V”保護電路的設計方法”中加以說明.
5. 散熱設計
???? 取決於IGBT模塊所允許的最高結溫(Tj),在該溫度下,必須要做散熱設計.
為了進行散熱設計,首先要計算出器件產生的損耗,該損耗使結溫升至允許值以下來選擇散熱片.
當散熱設計不充分場合,實際運行在中等水平時,也有可能超過器件允許溫度而導致器件損壞.
6. 驅動電路設計
???? 嚴格地說,能否充分利用器件的性能,關鍵取決於驅動電路的設計.此外,也與保護電路設計密切相關.
???? 要使器件處於開通狀態時,驅動電路應為正向偏置,關斷狀態時,應為反向偏置,根據各自的設定條件,可以改變器件的特性.此處由於驅動電路的接線方法不同,器件有可能產生誤動作.
7. 并聯問題
???? 用於大容量逆變器等控制大電流場合使用IGBT模塊時,可以使用多個器件并聯.
并聯時,要使每個器件流過均等的電流是非常重要的,如果一旦電流平衡達到破壞,那麼電過於集中的那個器件將可能被損壞.
?? 為使并聯時電流能平衡,適當改變器件的特性及接線方法.例如.挑選器件的VCE(sat)相同的并聯是很重要的.
8. 另裝時的注意事項
???? 在實際安裝IGBT模塊時,請特別注意如下幾點:
1. 安裝散熱片時,在模塊里面涂以熱復合材料,并充分固定牢.另外·冷卻體原件安裝表面的加工方面,要保此粗糙度在10mm以下,平面度在0-100μm以內.
2. 在模塊電極端子部份,接線時請勿加過大的應力.
9. 保管及運輸時的注意事項
???? 1. 保管
a. 保存半導體原件的場所的溫度,溫度,應保持在常溫常濕狀態,不應偏離太大.常溫的規定為5-35“C,常濕的規定為45—75%左右.特別是模塊化的功率半導體管的場合,在冬天特別干燥的地區,需用加濕機加濕.
b. 盡量遠離產生腐蝕性氣體或灰塵較多的場合.
c. 在溫度發生急劇變化的場所裝置表面含有結露水的情況出現,應避開這種場所,盡量放在溫度變化小的地方.
d. 保管時,須注意不要在半導體器件上加重荷,特別是在堆放狀態,需注意負荷不能太重,其上也不能加重物.
e. 外部端子,請在未加工的狀態下保管.若有銹蝕,在焊接時會有不良的情況產生,所以要盡可能地避免這種情況.
f. 裝部件的容器,請選用不帶靜電的容器.
2. 搬運
a. 請不要受下墮沖擊.
b. 用包裝箱運輸大量器件時,請勿擦傷接觸電極面,部件間應填充軟性材料.
10. 其他,實際使用時的注意事項
1. 使用 FWD而未使用照IGBT時(例如截波電路等),在未使用IGBT的 G-E間,請加上-5V以上的逆向偏置電壓.
2. 在模塊端子處測定驅動電壓是否為符合要求的電壓值.(在驅動電路中使用晶體管時的電壓降變大,這將導致在模塊上加不上所需要的VGE電壓).
3. 開、關時的浪涌電壓等的測定,請在端子處測定.
4. 盡量遠離有腐蝕性氣體的場所.
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