igbt开关时间值是多少,IGBT从出发开通信号到触发关断信号最低需要多久怎么计算
来源:整理 编辑:亚灵电子网 2022-12-29 02:25:01
1,IGBT从出发开通信号到触发关断信号最低需要多久怎么计算
没看明白这个问题,开通到关段最低需要多久?IGBT从开通到关段的响应时间是很快的,一般几百ns级别到几us,要看IGBT的电压电流等级,小功率IGBT就很快,大功率IGBT就比较慢。这里说的是响应时间。但是这些窄脉冲对IGBT 本身来说是非常有害的,因为半导体器件在导通后极短时间内就进入反向恢复阶段,会产生强烈的di/dt和dv/dt,极大提高IGBT的失效率。搜一下:IGBT从出发开通信号到触发关断信号最低需要多久?怎么计算?
2,一般电磁炉的 IGBT 的响应时间大约是多少s
电磁炉工作频率通常在2KHZ左右。算一下就知道了1/2000=0.0005也就是IGBT的Ton-Toff的时间小于500us就够了。常用的IGBT 开关周期都在几us以内。导通速度是几百ns。关断速度速度几百ns。更详细的参数还要看你的IGBT的型号。不同厂家不同封装,型号的都略有差别。

3,GTOmosfetIGBT他们的电压频率电流开关时间大小排序是
你说的有点乱,电参数有静态和动态之分。仅供参考,你看看下面这个链接:http://hi.baidu.com/82303388/blog/item/c0249eafbdb992c17cd92ae0.htmlgto是可关断晶闸管,gtr是大功充晶体管,mosfet是场效应晶体管,igbt是gtr与mosfet是合成器件.现在一般都用igbt,因为它是用电压来控制,被控电流大,频率可以做的较高,开关功率小.具体的区别请电力电子方面的书籍,一两句话讲不清楚.
4,IGBT 关断需要多长时间
IGBT 关断时间是个us级别的数,从几us到几百us不等。有这么大的区别的原因是:1、不同型号的管子支持的开关频率从几百Hz到上百kHz不等,那么管子开通关断时间因此不同。2、工作电流大小也影响开通关断时间,比如工作电流大,那么关断时间会长。3、外围电路的参数对开通关断时间也有影响,比如滤波电抗值大,关断的会慢。4、不同品牌之间有差异。
5,晶体管的关断时间是什么意思
晶体管的判断时间分两部分:一、当晶体管的输入端,接到关断信号后,到集电极电流从最大值下降到90%时的时间,称为“存贮时间”,用ts表示;二、集电极电流从最大值的90%下降到10%,所需的时间,称为“下降时间”,用tf表示。关断时间等于这两个时间之和:Toff=ts+tf.绝缘栅双极型晶体管的开通时间:是指该晶体管的启动时间。 作为开关使用时,为使通态压降uce低,通常选择为氏e值为10一15v,此情况下通态压降接近饱和值。uge值影响短路破坏耐量(时间),耐量值为微秒级,ug。值增加,短路破坏耐量(时间)减少。门极电阻r。的取值影响开关时间,rg值大,开关时间增加,单个脉冲的开关损耗增加。但rg值减小时,di/dt增大,可能会导劲gbt误导通。r殖一般取几十欧至几百欧。主要参数ic为集电极额定最大直流电流;u(boces为门极短路时的集一射极击穿电压。 绝缘栅双极型晶体管的关断时间:是指该晶体管的关闭时间。 mosfet关断,pnp管无基极电流流过而截止。如图(。)所示,当igbt导通时,工作在特性曲线电流上升区域,uge增大时,uce值减小。的最大耗散功率;uce(sat)为集一射极间的饱和压降;ice(、,为门极短路时集电极最大关断电流;rth为结壳间的最大热阻;t为最高工作温度。发展表中列出了各代igbt器件的典型特性参数。igbt发展非常迅速,正在向高频、高压、大电流以及降低器件的开关损耗和通态损耗方向发展。
6,比亚迪igbt模块开关频率多少
IGBT的开关频率上限并不是一个确定的值。首先,开关频率是指IGBT在一秒钟内开关次数。而在确定的母线电压和导通电流下,IGBT每次开关都会产生一定的损耗,开通损耗是Eon,关断损耗是Eoff,还有二极管反向恢复也有损耗Erec。IGBT的开关频率越高,开关次数就越多,损耗功率就也高,那乘以散热器的热阻后,IGBT的温升也越高,如果温度高到超出了IGBT的上限,那IGBT就失效了。
7,用IGBT做开关时开关时间跟负载电流大小有关吗
用IGBT做开关时,开关时间跟负载电流大小没有关系。IGBT无法控制电流的大小,IGBT只是一个开关器件,当接于电路中时,用于控制电路的通断时间。IGBT和电感配合在一起实现对电流的控制。以电压源为例,只考虑主电路,电压源、IGBT、电感、负载串联,当IGBT关断时,电源与电感断开,由电感向负载供电,电感中电流不能突变,但是会下降。当IGBT开通时,电源与电感接通,电源向电感和负载供电,电感中电流也不能突变,但是会上升。电感中电流上降和上升的多少,由IGBT关断和开通的时间来确定,也说是IGBT开通和关断的规律决定着电感中电流的变化规律,也说实现了对电流的控制。如果在这两种电流下IGBT都能工作,关断时间有区别。 当关断信号发出时,由于电路中不能避免的电感作用,电流不会立即降为0,需等到堆集在CE两极的载流子渐渐消失,才能彻底关断。电流越大,流过的载流子就越多,堆集的也就越多,自然关断时间就越长。 虽然有区别,但像IGBT这样的电力电子器件,差别也就是几十至一两百毫秒之间。就是不知这个时间对你而言是长是短。这要看你驱动的负载是不是感性元件了,如果不是,那只与G有关,如果是的话,那得经过计算,因为感性元件是有感生电动势的,电流越大,感生电动势越强,如果是100A的负载,感生电动势会达到几千伏,必须加入吸收电路,这跟IGBT的特性关系不大IGBT是相当于MOSFET和GTR的连接体,他的开通和关断类似于MOSFET。MOSFET是单极性开关,而GTR是双极性的开关,所以IGBT的关断稍有不同。当栅极电压开始下降时,其两端电压和流过的电流不变,当栅极电压下降到死区电压以下后,IGBT两端的电压开始上升,其中流过的电流开始下降。这个下降的时间是和电流的大小有关系的,电流越大,时间越长。但是IGBT有最大的可关断电流极限,当电流超过某一值,IGBT不再能关断,而发生擎住效应,此时IGBT失控,门极不再起作用,这是IGBT特有的现象。
8,IGBT开关的基础知识
IGBT
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅极型功率管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高电平时,功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化IGBT驱动器的原理图。IGBT基本结构见图1中的纵剖面图及等效电路。
导通
IGBT硅片的结构与功率MOSFET 的结构十分相似,主要差异是IGBT增加了P+ 基片和一个N+ 缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分)。如等效电路图所示(图1),其中一个MOSFET驱动两个双极器件。基片的应用在管体的P+和N+ 区之间创建了一个J1结。
当正栅偏压使栅极下面反演P基区时,一个N沟道形成,同时出现一个电子流,并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内,那么,J1将处于正向偏压,一些空穴注入N-区内,并调整阴阳极之间的电阻率,这种方式降低了功率导通的总损耗,并启动了第二个电荷流。最后的结果是,在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑:一个电子流(MOSFET 电流); 空穴电流(双极)。
关断
当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时,沟道被禁止,没有空穴注入N-区内。在任何情况下,如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降,集电极电流则逐渐降低,这是因为换向开始后,在N层内还存在少数的载流子(少子)。这种残余电流值(尾流)的降低,完全取决于关断时电荷的密度,而密度又与几种因素有关,如掺杂质的数量和拓扑,层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形,集电极电流引起以下问题:功耗升高;交叉导通问题,特别是在使用续流二极管的设备上,问题更加明显。
鉴于尾流与少子的重组有关,尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此,根据所达到的温度,降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的,尾流特性与VCE、 IC和 TC之间的关系如图2所示。
反向阻断
当集电极被施加一个反向电压时, J1 就会受到反向偏压控制,耗尽层则会向N-区扩展。因过多地降低这个层面的厚度,将无法取得一个有效的阻断能力,所以,这个机制十分重要。另一方面,如果过大地增加这个区域尺寸,就会连续地提高压降。
第二点清楚地说明了NPT器件的压降比等效(IC 和速度相同) PT 器件的压降高的原因。
正向阻断
当栅极和发射极短接并在集电极端子施加一个正电压时,P/N J3结受反向电压控制。此时,仍然是由N漂移区中的耗尽层承受外部施加的电压。
闩锁
IGBT在集电极与发射极之间有一个寄生PNPN晶闸管,如图1所示。在特殊条件下,这种寄生器件会导通。这种现象会使集电极与发射极之间的电流量增加,对等效MOSFET的控制能力降低,通常还会引起器件击穿问题。晶闸管导通现象被称为IGBT闩锁,具体地说,这种缺陷的原因互不相同,与器件的状态有密切关系。通常情况下,静态和动态闩锁有如下主要区别:
当晶闸管全部导通时,静态闩锁出现。
只在关断时才会出现动态闩锁。这一特殊现象严重地限制了安全操作区 。
为防止寄生NPN和PNP晶体管的有害现象,有必要采取以下措施:
防止NPN部分接通,分别改变布局和掺杂级别。
降低NPN和PNP晶体管的总电流增益。
此外,闩锁电流对PNP和NPN器件的电流增益有一定的影响,因此,它与结温的关系也非常密切;在结温和增益提高的情况下,P基区的电阻率会升高,破坏了整体特性。因此,器件制造商必须注意将集电极最大电流值与闩锁电流之间保持一定的比例,通常比例为1:5。
正向导通特性
在通态中,IGBT可以按照“第一近似”和功率MOSFET驱动的PNP晶体管建模。图3所示是理解器件在工作时的物理特性所需的结构元件(寄生元件不考虑在内)。
如图所示,IC是VCE的一个函数(静态特性),假如阴极和阳极之间的压降不超过0.7V,即使栅信号让MOSFET沟道形成(如图所示),集电极电流IC也无法流通。当沟道上的电压大于VGE -Vth 时,电流处于饱和状态,输出电阻无限大。由于IGBT结构中含有一个双极MOSFET和一个功率MOSFET,因此,它的温度特性取决于在属性上具有对比性的两个器件的净效率。功率MOSFET的温度系数是正的,而双极的温度系数则是负的。本图描述了VCE(sat) 作为一个集电极电流的函数在不同结温时的变化情况。当必须并联两个以上的设备时,这个问题变得十分重要,而且只能按照对应某一电流率的VCE(sat)选择一个并联设备来解决问题。有时候,用一个NPT进行简易并联的效果是很好的,但是与一个电平和速度相同的PT器件相比,使用NPT会造成压降增加。
动态特性
动态特性是指IGBT在开关期间的特性。鉴于IGBT的等效电路,要控制这个器件,必须驱动MOSFET 元件。
这就是说,IGBT的驱动系统实际上应与MOSFET的相同,而且复杂程度低于双极驱动系统。如前文所述,当通过栅极提供栅正偏压时,在MOSFET部分形成一个N沟道。如果这一电子流产生的电压处于0.7V范围内, P+ / N- 则处于正向偏压控制,少数载流子注入N区,形成一个空穴双极流。导通时间是驱动电路的输出阴抗和施加的栅极电压的一个函数。通过改变栅电阻Rg (图4)值来控制器件的速度是可行的,通过这种方式,输出寄生电容Cge和 Cgc可实现不同的电荷速率。
换句话说,通过改变 Rg值,可以改变与Rg (Cge+C**) 值相等的寄生净值的时间常量(如图4所示),然后,改变*V/dti。数据表中常用的驱动电压是15V。一个电感负载的开关波形见图5,di/dt是Rg的一个函数,如图6所示,栅电阻对IGBT的导通速率的影响是很明显的。
因为Rg数值变化也会影响dv/dt斜率,因此,Rg值对功耗的影响很大 。
在关断时,再次出现了我们曾在具有功率MOSFET和 BJT 器件双重特性的等效模型中讨论过的特性。当发送到栅极的信号降低到密勒效应初始值时,VCE开始升高。如前文所述,根据驱动器的情况,VCE达到最大电平而且受到Cge和 Cgc的密勒效应影响后,电流不会立即归零,相反会出现一个典型的尾状,其长度取决于少数载流子的寿命。
在IGBT处于正偏压期间,这些电荷被注入到N区,这是IGBT与MOSFET开关对比最不利特性之主要原因。降低这种有害现象有多种方式。例如,可以降低导通期间从P+基片注入的空穴数量的百分比,同时,通过提高掺杂质水平和缓冲层厚度,来提高重组速度。由于VCE(sat) 增高和潜在的闩锁问题,这种排除空穴的做法会降低电流的处理能力。
安全运行区SOA
按电流和电压划分,一个IGBT的安全运行区可以分为三个主要区域,如下表所示:
这三个区域在图8中很容易识别 。
通常每一张数据表都提供了正向导通(正向偏置安全运行区FBSOA)、反向(反向偏置安全运行区RBSOA)和短路(短路安全运行SCSOA)时描述强度的曲线。
详细内容:
FBSOA
这部分安全运行区是指电子和空穴电流在导通瞬态时流过的区域。在IC处于饱和状态时,IGBT所能承受的最大电压是器件的物理极限,如图8所示。
RBSOA
这个区域表示栅偏压为零或负值但因空穴电流没有消失而IC依然存在时的关断瞬态。如前文所述,如果电流增加过多,寄生晶体管会引发闩锁现象。当闩锁发生时,栅极将无法控制这个器件。最新版的IGBT没有这种类型的特性,因为设计人员改进了IGBT的结构及工艺,寄生SCR的触发电流较正常工作承受的触发电流(典型Ilatch>5 IC 正常)高出很多。关于闭锁电流分别作为结温和栅电阻的一个函数的变化情况,见图9和10。
SCSOA
SCSOA是在电源电压条件下接通器件后所测得的驱动电路控制被测试器件的时间最大值。图11所示是三个具有等效特性但采用不同技术制造的器件的波形及关断时间 。
最大工作频率
开关频率是用户选择适合的IGBT时需考虑的一个重要的参数,所有的硅片制造商都为不同的开关频率专门制造了不同的产品。
特别是在电流流通并主要与VCE(sat)相关时,把导通损耗定义成功率损耗是可行的。
这三者之间的表达式:Pcond = VCE IC ,其中, 是负载系数。
开关损耗与IGBT的换向有关系;但是,主要与工作时的总能量消耗Ets相关,并与终端设备的频率的关系更加紧密。
Psw = Ets
总损耗是两部分损耗之和:
Ptot = Pcond + Psw
在这一点上,总功耗显然与Ets 和 VCE(sat)两个主要参数有内在的联系。
这些变量之间适度的平衡关系,与IGBT技术密切相关,并为客户最大限度降低终端设备的综合散热提供了选择的机会。
因此,为最大限度地降低功耗,根据终端设备的频率,以及与特殊应用有内在联系的电平特性,用户应选择不同的器件。一般用在变频器.
交流电源整流后经过IGBT的连通关断,形成脉冲式的直流电,因为其等效与正弦交流电.所以可以看作是交流电,又因其可改变关断时间所以等效出来的交流正弦波可以改变其频率.....所以一般用来做电机的无级调速
呵呵,说得不好.但已经是费尽心机了.
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igbt开关时间值是多少开关 开关时间 时间
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