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    2021-3-29 11:47
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    SiC-MOSFET-特征 本篇进入SiC-MOSFET相关的内容介绍。功率转换电路中的晶体管的作用非常重要,为进一步实现低损耗与应用尺寸小型化,一直在进行各种改良。SiC功率元器件半导体的优势前面已经介绍过,如低损耗、高速开关、高温工作等,显而易见这些优势是非常有用的。本章将通过其他功率晶体管的比较,进一步加深对SiC-MOSFET的理解。 SiC-MOSFET的特征 SiC-SBD的章节中也使用了类似的图介绍了耐压覆盖范围。本图也同样,通过与Si功率元器件的比较,来表示SiC-MOSFET的耐压范围。 目前SiC-MOSFET有用的范围是耐压600V以上、特别是1kV以上。关于优势,现将1kV以上的产品与当前主流的Si-IGBT来比较一下看看。相对于IGBT,SiC-MOSFET降低了开关关断时的损耗,实现了高频率工作,有助于应用的小型化。相对于同等耐压的SJ-MOSFET(超级结MOSFET),导通电阻较小,可减少相同导通电阻的芯片面积,并显著降低恢复损耗。 下表是600V~2000V耐压的功率元器件的特征汇总。 雷达图的RonA为单位面积的导通电阻(表示传导时损耗的参数),BV为元器件耐压,Err为恢复损耗,Eoff为关断开关的损耗。SiC已经很完美,在目前情况的比较中绝非高估。 下一篇将结合与SJ-MOSFET和IGBT的比较,更详细地介绍SiC-MOSFET的特征。 功率晶体管的结构与特征比较 继前篇内容,继续进行各功率晶体管的比较。本篇比较结构和特征。 功率晶体管的结构与特征比较 下图是各功率晶体管的结构、耐压、导通电阻、开关速度的比较。 使用的工艺技术不同结构也不同,因而电气特征也不同。补充说明一下,DMOS是平面型的MOSFET,是常见的结构。Si的功率MOSFET,因其高耐压且可降低导通电阻,近年来超级结(Super Junction)结构的MOSFET(以下简称“SJ-MOSFET”)应用越来越广泛。关于SiC-MOSFET,这里给出了DMOS结构,不过目前ROHM已经开始量产特性更优异的沟槽式结构的SiC-MOSFET。具体情况计划后续进行介绍。 在特征方面,Si-DMOS存在导通电阻方面的课题,如前所述通过采用SJ-MOSFET结构来改善导通电阻。IGBT在导通电阻和耐压方面表现优异,但存在开关速度方面的课题。SiC-DMOS在耐压、导通电阻、开关速度方面表现都很优异,而且在高温条件下的工作也表现良好,可以说是具有极大优势的开关元件。 这张图是各晶体管标准化的导通电阻和耐压图表。从图中可以看出,理论上SiC-DMOS的耐压能力更高,可制作低导通电阻的晶体管。目前SiC-DMOS的特性现状是用椭圆围起来的范围。通过未来的发展,性能有望进一步提升。 从下一篇开始,将单独介绍与SiC-MOSFET的比较。 SiC-MOSFET-与Si-MOSFET的区别 从本文开始,将逐一进行SiC-MOSFET与其他功率晶体管的比较。 本文将介绍与Si-MOSFET的区别。尚未使用过SiC-MOSFET的人,与其详细研究每个参数,不如先弄清楚驱动方法等与Si-MOSFET有怎样的区别。在这里介绍SiC-MOSFET的驱动与Si-MOSFET的比较中应该注意的两个关键要点。 与Si-MOSFET的区别:驱动电压 SiC-MOSFET与Si-MOSFET相比,由于漂移层电阻低,通道电阻高,因此具有驱动电压即栅极-源极间电压Vgs越高导通电阻越低的特性。下图表示SiC-MOSFET的导通电阻与Vgs的关系。 导通电阻从Vgs为20V左右开始变化(下降)逐渐减少,接近最小值。一般的IGBT和Si-MOSFET的驱动电压为Vgs=10~15V,而SiC-MOSFET建议在Vgs=18V前后驱动,以充分获得低导通电阻。也就是说,两者的区别之一是驱动电压要比Si-MOSFET高。与Si-MOSFET进行替换时,还需要探讨栅极驱动器电路。 与Si-MOSFET的区别:内部栅极电阻 SiC-MOSFET元件本身(芯片)的内部栅极电阻Rg依赖于栅电极材料的薄层电阻和芯片尺寸。如果是相同设计,则与芯片尺寸成反比,芯片越小栅极电阻越高。同等能力下,SiC-MOSFET的芯片尺寸比Si元器件的小,因此栅极电容小,但内部栅极电阻增大。例如,1200V 80mΩ产品(S2301为裸芯片产品)的内部栅极电阻约为6.3Ω。 这不仅局限于SiC-MOSFET,MOSFET的开关时间依赖于外置栅极电阻和上面介绍的内部栅极电阻合在一起的综合栅极电阻值。SiC-MOSFET的内部栅极电阻比Si-MOSFET大,因此要想实现高速开关,需要使外置栅极电阻尽量小,小到几Ω左右。 但是,外置栅极电阻还承担着对抗施加于栅极的浪涌的任务,因此必须注意与浪涌保护之间的良好平衡。 与IGBT的区别 上一章针对与Si-MOSFET的区别,介绍了关于SiC-MOSFET驱动方法的两个关键要点。本章将针对与IGBT的区别进行介绍。 与IGBT的区别:Vd-Id特性 Vd-Id特性是晶体管最基本的特性之一。下面是25℃和150℃时的Vd-Id特性。 请看25℃时的特性图表。SiC及Si MOSFET的Id相对Vd(Vds)呈线性增加,但由于IGBT有上升电压,因此在低电流范围MOSFET元器件的Vds更低(对于IGBT来说是集电极电流、集电极-发射极间电压)。不言而喻,Vd-Id特性也是导通电阻特性。根据欧姆定律,相对Id,Vd越低导通电阻越小,特性曲线的斜率越陡,导通电阻越低。 IGBT的低Vd(或低Id)范围(在本例中是Vd到1V左右的范围),在IGBT中是可忽略不计的范围。这在高电压大电流应用中不会构成问题,但当用电设备的电力需求从低功率到高功率范围较宽时,低功率范围的效率并不高。 相比之下,SiC MOSFET可在更宽的范围内保持低导通电阻。 此外,可以看到,与150℃时的Si MOSFET特性相比,SiC、Si-MOSFET的特性曲线斜率均放缓,因而导通电阻增加。但是,SiC-MOSFET在25℃时的变动很小,在25℃环境下特性相近的产品,差距变大,温度增高时SiC MOSFET的导通电阻变化较小。 与IGBT的区别:关断损耗特性 前面多次提到过,SiC功率元器件的开关特性优异,可处理大功率并高速开关。在此具体就与IGBT开关损耗特性的区别进行说明。 众所周知,当IGBT的开关OFF时,会流过元器件结构引起的尾(tail)电流,因此开关损耗增加是IGBT的基本特性。 比较开关OFF时的波形可以看到,SiC-MOSFET原理上不流过尾电流,因此相应的开关损耗非常小。在本例中,SiC-MOSFET+SBD(肖特基势垒二极管)的组合与IGBT+FRD(快速恢复二极管)的关断损耗Eoff相比,降低了88%。 还有重要的一点是IGBT的尾电流随温度升高而增加。顺便提一下,SiC-MOSFET的高速驱动需要适当调整外置的栅极电阻Rg。这在前文“与Si-MOSFET的区别”中也提到过。 与IGBT的区别:导通损耗特性 接下来看开关导通时的损耗。 IGBT在开关导通时,流过Ic(蓝色曲线)用红色虚线圈起来部分的电流。这多半是二极管的恢复电流带来的,是开关导通时的一大损耗。请记住:在并联使用SiC-SBC时,加上恢复特性的快速性,MOSFET开关导通时的损耗减少;FRD成对时的开关导通损耗与IGBT的尾电流一样随温度升高而增加。 总之,关于开关损耗特性可以明确的是:SiC-MOSFET优于IGBT。 另外,这里提供的数据是在ROHM试验环境下的结果。驱动电路等条件不同,结果也可能不同。 体二极管的特性 上一章介绍了与IGBT的区别。本章将对SiC-MOSFET的体二极管的正向特性与反向恢复特性进行说明。 如图所示,MOSFET(不局限于SiC-MOSFET)在漏极-源极间存在体二极管。从MOSFET的结构上讲,体二极管是由源极-漏极间的pn结形成的,也被称为“寄生二极管”或“内部二极管”。对于MOSFET来说,体二极管的性能是重要的参数之一,在应用中使用时,其性能发挥着至关重要的作用。 SiC-MOSFET体二极管的正向特性 下图表示SiC-MOSFET的Vds-Id特性。在SiC-MOSFET中,以源极为基准向漏极施加负电压,体二极管为正向偏置状态。该图中Vgs=0V的绿色曲线基本上表示出体二极管的Vf特性,。Vgs为0V即MOSFET在关断状态下,没有通道电流,因此该条件下的Vd-Id特性可以说是体二极管的Vf-If特性。如“何谓碳化硅”中提到的,SiC的带隙更宽,Vf比Si-MOSFET大得多。 而在给栅极-源极间施加18V电压、SiC-MOSFET导通的条件下,电阻更小的通道部分(而非体二极管部分)流过的电流占支配低位。为方便从结构角度理解各种状态,下面还给出了MOSFET的截面图。 SiC-MOSFET体二极管的反向恢复特性 MOSFET体二极管的另一个重要特性是反向恢复时间(trr)。trr是二极管开关特性相关的重要参数这一点在SiC肖特基势垒二极管一文中也已说明过。不言而喻,MOSFET的体二极管是具有pn结的二极管,因而存在反向恢复现象,其特性表现为反向恢复时间(trr)。下面是1000V耐压的Si-MOSFET和SiC-MOSFET SCT2080KE的trr特性比较。 如图所示,示例的Si-MOSFET的trr较慢,流过较大的Irr。而SiC-MOSFET SCT2080KE的体二极管速度则非常快。trr、Irr均为几乎可忽略的水平,恢复损耗Err已经大幅降低。 SiC-MOSFET的应用实例 本章将介绍部分SiC-MOSFET的应用实例。其中也包括一些以前的信息和原型级别的内容,总之希望通过这些介绍能帮助大家认识采用SiC-MOSFET的好处以及可实现的新功能。另外,除了SiC-MOSFET,还可以从这里了解SiC-SBD、全SiC模块的应用实例。 SiC-MOSFET应用实例1:移相DC/DC转换器 下面是演示机,是与功率Power Assist Technology Ltd.联合制作的。 全桥式逆变器部分使用了3种晶体管(Si IGBT、第二代SiC-MOSFET、上一章介绍的第三代沟槽结构SiC-MOSFET),组成相同尺寸的移相DCDC转换器,就是用来比较各产品效率的演示机。 首先,在SiC-MOSFET的组成中,发挥了开关性能的优势实现了Si IGBT很难实现的100kHz高频工作和功率提升。另外,第二代(2G)SiC-MOSFET中,由2个晶体管并联组成了1个开关,但由于第三代(3G)SiC-MOSFET导通电阻更低,晶体管数得以从8个减少到4个。关于效率,采用第三代(3G)SiC-MOSFET时的结果最理想,无论哪种SiC-MOSFET的效率均超过Si IGBT。 SiC-MOSFET应用实例2:脉冲电源 脉冲电源是在短时间内瞬时供电的系统,应用例有气体激光器、加速器、X射线、等离子电源等。作为现有的解决方案有晶闸管等真空管和Si开关,但市场需要更高耐压更高速的开关。针对这种市场需求,利用SiC的高耐压和高速性能,实现了超高电压高速开关。从高速性的角度看这是Si IGBT很难实现的。下例是与福岛SiC应用技研株式会社、株式会社京都New-Tronics、国立研究开发法人科学技术振兴机构合作开发,在CEATEC 2014、TECHNO-FRONTIER2015展出的产品。 ・超高压脉冲电源 特征 ・超高耐压伪N通道 SiC MOSFET ・低导通电阻 (以往产品的1/100以下) ・高重复频率 应用例 ・荷电粒子加速器 ・医疗用设备电源 ・等离子发生器等 ・1~10kV随机脉冲发生器:13.2kV SiC开关 来源:techclass.rohm
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    2020-12-22 11:08
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    绝缘栅双极晶体管(IGBT)是实现电能转换和控制的最先进的电力电子器件,大规模应用于电动汽车、电力机车、智能电网等领域。氮化硅陶瓷基板既具有陶瓷的高导热性、高电绝缘性、高机械强度、低膨胀等特性,又具有无氧铜的高导电性和优异的焊接性能,是IGBT模块封装的关键基础材料。本文采用直接覆铜工艺(DBC)和活性金属焊接工艺(AMB)制备了氮化硅陶瓷覆铜板,对比了两种工艺的异同点和制备的氮化硅陶瓷覆铜板的性能差异,并指出氮化硅陶瓷覆铜板有望在下一代功率模块上广泛应用。 一、引言 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)全称绝缘栅双极型晶体管,是实现电能转换和控制的最先进的电力电子器件,具有输入阻抗大、驱动功率小、开关速度快、工作频率高、饱和压降低、安全工作区大和可耐高电压和大电流等一系列优点,被誉为现代工业变流装置的“CPU”,在轨道交通、航空航天、新能源汽车、风力发电、国防工业等战略性产业广泛应用。 随着《中国制造2015》、《工业绿色发展专项行动实施方案》、《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》以及“特高压规划”等一系列的政策密集出台,我国的高速铁路、城市轨道交通、新能源汽车、智能电网和风能发电等项目成为未来几年“绿色经济”的热点。而这些项目对于高压大功率IGBT模块的需求迫切且数量巨大。由于高压大功率IGBT模块技术门槛较高,难度较大,特别是要求封装材料散热性能更好、可靠性更高、载流量更大。但是国内相关技术水平落后导致国内高压IGBT市场被欧、美、日等国家所垄断,高压IGBT产品价格高、交货周期长、产能不足,严重限制了我国动力机车、电动汽车和新能源等领域的发展。 高压大功率IGBT模块所产生的热量主要是通过氮化硅陶瓷覆铜板传导到外壳而散发出去的,因此氮化硅陶瓷覆铜板是电力电子领域功率模块封装的不可或缺的关键基础材料。它既具有陶瓷的高导热性、高电绝缘性、高机械强度、低膨胀等特性,又具有无氧铜金属的高导电性和优异的焊接性能,并能像PCB线路板一样刻蚀出各种图形。氮化硅陶瓷覆铜板集合了功率电子封装材料所具有的各种优点: 1)陶瓷部分具有优良的导热耐压特性; 2)铜导体部分具有极高的载流能力; 3)金属和陶瓷间具有较高的附着强度和可靠性; 4)便于刻蚀图形,形成电路基板; 5)焊接性能优良,适用于铝丝键合。 陶瓷基板材料的性能是陶瓷覆铜板性能的决定因素。目前,已应用作为陶瓷覆铜板基板材料共有三种陶瓷,分别是氧化铝陶瓷基板、碳化铝陶瓷基板和氮化硅陶瓷基板。氧化铝陶瓷基板是最常用的陶瓷基板,由于它具有好的绝缘性、好的化学稳定性、好的力学性能和低的价格,但由于氧化铝陶瓷基片相对低的热导率、与硅的热膨胀系数匹配不好。作为高功率模块封装材料,氧化铝材料的应用前景不容乐观。 氮化铝覆铜板在热特性方面具有非常高的热导率,散热快;在应力方面,热膨胀系数与硅接近,整个模块内部应力较低,提高了高压IGBT模块的可靠性。这些优异的性能都使得氮化铝覆铜板成为高压IGBT模块封装的首选。本文研究了直接覆铜工艺(DBC)和活性金属焊接工艺(AMB)制备氮化铝陶瓷覆铜板的工艺方法,对比了两种工艺的异同点和制备的氮化铝陶瓷覆铜板的性能差异。 二、直接覆铜工艺(DBC)制备氮化铝陶瓷覆铜板的研究 所谓的DBC技术,是指在在含氧的氮气中以1063℃左右的高温加热,氧化铝或氮化铝陶瓷表面直接焊接上一层铜箔。其基本原理是:利用了铜与氧在烧结时形成的铜氧共晶液相,润湿相互接触的两个材料表面,即铜箔表面和陶瓷表面,同时还与氧化铝反应生成CuAlO2、Cu(AlO2)2等复合氧化物,充当共晶钎焊用的焊料,实现铜箔与陶瓷的牢固结合 ,限制了其作为功率模块基板材料的应用。因此,目前更多的研究关注于如何提高氮化硅陶瓷的热导率。 高导热陶瓷应具备以下条件:(1)平均原子量小;(2)原子键合强度高;(3)晶体结构较为简单;(4)晶格非谐性振动低。 提高氮化硅陶瓷热导率的方法包括: (1)β-Si3N4相晶种的引入; (2)烧结助剂的选择; (3)成型工艺以及热处理工艺。 因此,在高功率IGBT模块领域,氮化硅陶瓷覆铜板因其可以焊接更厚的无氧铜以及更高的可靠性在未来电动汽车用高可靠功率模块中应用广泛。根据材料及工艺特性展示了陶瓷覆铜板的技术发展方向,在大功率功率模块领域氮化铝陶瓷覆铜板为主要发展方向,在高可靠功率模块领域氮化硅陶瓷覆铜板为主要发展方向。 随着我国战略性新兴产业的兴起,电力电子技术在风能、太阳能、热泵、水电、生物质能、绿色建筑、新能源装备、电动汽车、轨道交通等先进制造业等重要领域都发挥着重要的作用,而这其中的许多领域在“十三五”规划中都具备万亿以上的市场规模,其必将带来电力电子技术及其产业的高速发展,迎来重大的发展机遇期。这些将对IGBT模块封装的关键材料---陶瓷覆铜板形成了巨大需求。因此,需要抓住机遇,开发系列化的陶瓷覆铜基板以适应不同领域的需求,特别是需要加快高可靠氮化铝基板、氮化硅基板的研发及产业化进度,为我国高压IGBT模块的国产化奠定基础。
  • 热度 8
    2020-9-8 09:26
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    新能源汽车的“芯”路程
    一、新能源汽车产业的机遇 新能源汽车产业的溢出效应巨大,它的发展有效促进了通信、互联网、电子信息、充电设施等行业的协同创新发展。与此同时,随着汽车电动化、网联化、智能化的趋势越来越明显,新能源汽车的创新也离不开芯片等电子信息技术。自2010年以来,这10年间中国一直以各项政策措施刺激消费者和制造商涌入新能源汽车市场。 如今,在绿色、低碳和可持续发展这些大方向倡导下,中国的新能源汽车产业快速发展,更多的人开始接受新能源汽车。按发展规划,到2025年,中国市场新能源汽车的销量将会达到700万辆,约占全部汽车销量的25%。因此,中国的新能源汽车产业的发展,比其他国家地区都要迅速,并且市场规模非常巨大。 二、芯片是新能源汽车的心脏 从传统汽车到新能源,无论车型如何变化,技术如何更新,都离不开主导和控制各部件功能实现的纽带---芯片。可以说,没有芯片,汽车就无法运行。 在纯电动汽车系统中,电源系统、电机控制和调速、传动系统、转向装置、制动系统以及各种单体功能实现,都或多或少的直接或间接需要芯片控制,尤其当前使用的域控制器,更需要芯片之间的配合和实现;而新能源汽车区别于传统汽车最核心的技术就是“三电”:电池、电机、电控。而最为关键的IGBT芯片——IGBT直接控制驱动系统直、交流电的转换,决定了车辆的扭矩和最大输出功率等。其优异的电流输出控制能力可提升新能源车的输出功率,直接提升整车的加速性能。 有人问,什么是IGBT? (Insulated Gate Bipolar Transistor) 1)IGBT,全称是“绝缘栅双极型晶体管”,是由 BJT(双极结型晶体三极管) 和 MOS(绝缘栅型场效应管) 组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件。 2)IGBT,IGBT融合了MOSFET以及BJT两种器件的优点,如驱动功率小,饱和压降低等。IGBT芯片只有人的指甲盖那么大小,其上蚀刻十几万乃至几十万的微观结构电路,只有借助显微镜才能看清。然而,就是这个指甲盖大小的东西,却在能源转换与传输中起着心脏般的重要作用,它是自动控制和功率变换的核心器件,是影响电动汽车性能的核心技术。 3)IGBT,它被称为电力电子装置的“CPU”。形象地说,IGBT就是一个控制电能的超级开关。采用IGBT进行功率变换,能够提高用电效率和质量,是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键技术。IGBT约占整车成本的5-10%,是除电池之外成本第二高的元件。 三、国内与国外的IGBT芯片现状差异 IGBT芯片属于汽车功率半导体的一种,因设计门槛高、制造技术难、资金投入大,被业内称为电动汽车核心技术的“珠穆拉玛峰”。目前,我国车用IGBT技术相比于国外,芯片和模块在国内尚未完全形成产业布局,IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力,具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。因而,中国汽车芯片市场基本由国外厂商主导,英飞凌、NXP、高通等占据了绝大部分市场份额。 ——2019年国内新能源汽车用IGBT市场份额 四、国内车规级芯片破局之路 习近平主席在召开的中央财经委员会第二次会议上强调,关键核心技术是国之重器,对推动我国经济高质量发展、保障国家安全都具有十分重要的意义,必须切实提高我国关键核心技术创新能力,把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里,为我国发展提供有力科技保障。 在汽车半导体在时代发展的大背景下,我们看到,传统芯片厂商之间正在通过兼并收购等方式快速扩展技术和产品能力、建立整合优势;老牌半导体厂商自主技术逐渐突破,迎来曙光;科技巨头也加紧推进在自动驾驶计算类芯片领域的布局和产品落地,AI智能芯片成为创业企业的发展摇篮。伴随汽车智能化渗透率提升,传感器芯片、控制器芯片、智能座舱芯片等市场规模有望快速成长。中国汽车半导体有望迎来需求(电动智能互联)&供给(进口替代)共振! 小结 在展望新能源汽车快速发展的同时,我们须认识到,稳定、高效、安全、可靠的电池管理系统(BMS)产品,是保障电动汽车的正常运行的关键,而电池管理芯片是核心,只有芯片的国产化,我国新能源汽车才能拥有可持续发展的“芯”未来。 * *有采购芯片需求(样板可售),详情联系芯广场公众号。
  • 热度 6
    2020-3-9 14:56
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    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,这个反电动势可以对电容进行充电。这样,正极的电压也不会上升。如下图: 坦白说,上面的这个解释节我写得不是很有信心,我希望有高人出来指点一下。欢迎朋友在评论中留言。 我会在后面写《变频器的输出电流》一节中,通过实际的电流照片,验证这个二极管的作用。 * * * * * * * * * 现在来解释在《变频器整流部分元件》中说,在《电流整流的方式分类》中讲的“也可以用IGBT进行整流”有问题的。 IGBT,通常就是一个元件,它不带续流二极管。即是这个符号: 商用IGBT模块,都是将“IGBT+续流二极管”集成在一个整体部件中,即下面的这个符号。 在工厂中,我们称这个整体部件叫IGBT,不会说“IGBT模块”。 我们可以用“IGBT模块”搭接一个桥式整流电路,利用它的续流二极管实现整流。 这样,我们说:IGBT也可以进行整流,也没有错。但它的实质,还是用的二极管实现了整流。 既然是用了“IGBT模块”上的“续流二极管”整流,为什么不直接用“二极管”呢? 答案是:这一种设计是利用“IGBT”的通断来治理变频器工作时产生的“谐波”,这个原理以后写文再讲。
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    2019-1-22 17:48
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    我们用的IGBT,在核心元件表面,还有一层“果冻”,这个果冻起什么作用?我估计有以下可能、目的: 1,散热 2,绝缘 3,保护核心元件工作时不氧化? 4,灭弧 下面来说一说这些几种功能的可能性: 1,散热:通常IGBT的背面是一个散热板,通过这个散热板将热量散走,由于IGBT的核心元件是直接贴在背板上的,所以它就不必要这个“果冻”散热。我自己也用过将一点果冻粘在手上,然后用电铬铁去烫另一边,一分钟后,我的手指头感觉不到烫,然后我用另一个手去碰铭铁烫过的地方,很烫。这说明果冻的传热系数很低。 因此不是用来散热的。 2,绝缘:核心元件之间靠得很近,有可能通过这个果冻来防止不同电压的线之间打弧,所以有绝缘功能。 3,保护核心元件工作时不氧化, 我估计有这个可能,核心元件工作时,温度可以达到100度。这个温度在空气中,氧化的速度会很快,有了果冻保护,可以防止氧化。 4,灭弧: 这个应是它的主要功能,我看到有的烧毁的IGBT,里面的都发黑,且有空洞。这个应是果冻吸热的结果,果冻吸了热,它会蒸发,同时将烧毁时的“电弧”灭了,以免电弧损坏其它零件。
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