IGBT模块的作用
IGBT承载功能模块
IGBT承载功能模块IGBT承载功能模块是一种集成了高性能晶体管、高压集成电路、驱动电路、防反向电压保护电路等多种功能的电子设备，其主要作用是在高压高频的控制系统中充当开关模块，实现高效稳定地控制电流和电压。
下面，我们来详细了解IGBT承载功能模块的使用步骤。
步骤一，安装模块及测试首先，需要将IGBT承载功能模块按照说明书中的装配流程安装到系统中。
然后，进行如下测试：1. 测试电源：将系统的电源接入IGBT承载功能模块。
2. 测试开启：用信号发生器输出指定信号，在保证系统电源正常的情况下，打开IGBT，检查反相电压保护等功能是否正常。
3. 测试功率：将信号源输入到系统中，检查输出功率是否符合设计要求，并根据需要进行调整。
步骤二，调整电流输出由于不同电路在使用过程中，需要通过IGBT承载功能模块来达到不同的电流输出效果。
在此，我们就需要调整电流输出。
1. 选择合适的不同电流输出模式：不同电路下的电流输出模式会有所不同，需要根据实际的需要选择相应的模式。
2. 对IGBT承载功能模块的电流输出进行调整：根据实际需要，调整电流的输出，使其符合电路需要的功率输出要求。
步骤三，根据系统需求连接其他器件在使用IGBT承载功能模块的过程中，还需要考虑到它与其他器件的连接关系。
比如，需要将电源与其它器件连接，在实际情况下，还需要根据系统需要连接其他器件，比如温度传感器，从而实现整个控制系统的各项功能。
总之，IGBT承载功能模块在现代控制系统的应用中具有重要作用，其使用也需要考虑到实际情况下的各项因素。
我们需要根据实际情况，从系统整体出发，制定合理的方案，以实现高效、稳定的控制效果。
IGBT的一般作用
IGBT模块的作用时间:2007-08-21 来源: 作者:李春峰王业鹏谢勋点击：7145 字体大小:【大中小】摘要：对IGBT的特性及使用时的注意事项进行了探讨，提出了选择和安装过程中应该注意的方面。
1 IGBT模块简介IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写，IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知，若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOS 截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅极—发射极间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。
图1 IGBT的等效电路2 IGBT模块的选择IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。
其相互关系见下表。
使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。
同时，开关损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。
特别是用作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降等使用。
3 使用中的注意事项由于IGBT模块为MOSFET结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。
由于此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20～30V。
集成IGBT变频器模块
集成IGBT变频器模块随着现代工业的发展，变频器作为一种可以调节电机转速的装置，被广泛应用于各种生产设备和机器人。
其中，逆变器作为变频器的核心部件之一，可将工频交流电转换成适合电动机的三相交流电，并且可以通过调节逆变器输出的电压和频率来调节电机转速。
现如今，随着技术的不断发展，集成IGBT变频器模块的出现，极大地方便了工程师的应用。
本文将着重介绍集成IGBT变频器模块的概念、特点及应用。
一、集成IGBT变频器模块的概念集成IGBT变频器模块是一种将整个逆变器集成在一个模块内的装置。
这个模块可以快速安装、便于维修，并且可以大大降低系统的故障率。
集成IGBT变频器模块一般由镀金铜或铜铝复合材料的基板、内置IGBT模块、机械模块、驱动电路、滤波电容、继电器等部分组成。
此外，配置故障自诊断、过流保护、过压保护、过热保护等多种保护模块，以保障设备的稳定运行。
二、集成IGBT变频器模块的特点1.高效稳定集成IGBT变频器模块的输出电流和电压具有高精度和高稳定性，可以减少因电源不稳定或压力过大而导致的故障状况。
2.插拔便捷集成IGBT变频器模块采用模块化的设计，方便大家进行插拔式的安装和拆卸，短时间内即可完成更换、安装、维护等操作。
3.防护安全集成IGBT变频器模块配备了完善的防护措施和安全保障，如过流、过压、过热等保护模块，可以有效保护整个逆变器系统不受损坏。
4.减少空间占用集成IGBT变频器模块设计精巧，占用空间小，相对于传统逆变器兼容性强，更容易与其他设备统一安装。
在有限的空间中逆变器输出可在较为多样化的设备中运行使用，降低了设备成本。
三、集成IGBT变频器模块的应用集成IGBT变频器模块广泛应用于各种变频器、交流电机驱动、UPS、太阳能逆变器、动力因数校正、轨道交通和新能源领域等。
在不同应用领域内，逆变器对电压变化的要求需要满足不同的标准，而集成IGBT变频器模块的输出电压可以通过相关的机械和电气参数设置来满足各种不同的需求。
变频器中IGBT模块的作用
变频器中IGBT模块的作用
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管.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功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。
IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGB T 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。
当MOS FET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区（ Drain injector ），它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。
附于漏注入区上的电极称为漏极。
IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。
反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT 关断。
IGBT的工作原理和作用以及IGBT管的检测方法
IGBT的工作原理和作用以及IGBT管的检测方法IGBT的工作原理和作用IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT 导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。
IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。
IGBT有三个端子，分别是G，D，S，在G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移（半导体材料的特点，这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因），本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。
如果撤掉加在GS两端的电压，这层导电的沟道就消失了，就不可以导电了，变成了绝缘体。
IGBT的工作原理和作用电路分析IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知，若在IGBT 的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
图1 IGBT的等效电路由此可知，IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定：--IGBT栅极与发射极之间的电压；--IGBT集电极与发射极之间的电压；--流过IGBT集电极-发射极的电流；--IGBT的结温。
如果IGBT栅极与发射极之间的电压，即驱动电压过低，则IGBT不能稳定正常地工作，如果过高超过栅极-发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏；同样，如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极-发射极之间的耐压，流过IGBT集电极-发射极的电流超过集电极-发射极允许的最大电流，IGBT的结温超过其结温的允许值，IGBT都可能。
概述智能功率模块IGBT—IPM及其应用
1引⾔ 在⼤功率电⼒电⼦器件应⽤中，IGBT 已取代GTR 或MOsF 龃成为主流。
⼼盯的优点在予输⼊阻抗⾼、开关损耗⼩、饱和压降低、通断速度快、热稳定性能好、耐⾼压且承受⼤电流、驱动电路简单。
⽬前，由妇BT 单元构成的功率模块在智能化⽅⾯得到了迅速发展，智能功率模块(IPM)不仅包括基本组合单元和驱动电路，还具有保护和报警功能。
IPM 以其完善的功能和⾼可靠性创造了很好的应⽤条件，利⽤IPM 的控制功能，与微处理器相结合，可⽅便地构成智能功率控制系统。
IGBT ⼀IPM 模块适⽤变频器、直流调速系统、DC—DC 变换器以及有源电⼒滤波器等，其中富⼠R 系列IGBT ⼀IPM 是应⽤较⼴泛的产品之⼀。
2 IGBll_IPM 的结构 IPM Ⅱ模块有6单元或7单元结构，⽤陶瓷基板作绝缘构造，基板可直接安装在散热器上，控制输⼊端为2.54m 标准单排封装，可⽤⼀个通⽤连接器直接与印刷电路板相连。
主电源输⼊(P ，N)、制动输出(B)及输出端(u ，v ，w)分别就近配置，主配线⽅便;主端⼦⽤M5螺钉，可实现电流传输。
IPM 的结构框图如图l 所⽰，其基本结构为IGBT 单元组成的三相桥臂;内含续流⼆极管、制动⽤IG 明和制动⽤续流⼆极管;内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。
IPM 共有6个主回路端(P ，N ，B ，u ，v ，w)、16个控制端，其中vccu 、vccv 、vccw 分别为u 、v 、w 相上桥臂控制电源输⼊的+端，GNDU 、GNDV 、GNDW 分别为对应的⼀端;Vinu 、vinV 、vinW 分别为上桥臂u 、v 、w 相控制信号输⼊端，vcc 、GND 为下桥臂公⽤控制电源输⼊;vinX 、vinY 、vinZ 分别为下桥臂x 、Y 、z 相控制信号输⼊端;vinDB 为制动单元控制信号输⼊端;ALM 为保护电路动作时的报警信号输出端。
图1 IPM 结构框图 R 系列IGBT—IPM 产品包括：中容量600v 系列50A ～150A 、1200v 系列25A ～75A;⼤容量600v 系列200A ～300A 、1200v 系列100A ⼀150A 。
IGBT模块在变频器PWM技术的应用
3、典型交-直-交变频器主电路 交－直－交电压型PWM变频电路
电路采用二极管构成整流器，完成交流到直流的变换，其输出直流电压Ud是不可控 的；中间直流环节用大电容C滤波；电力晶体管V1～V6构成PWM逆变器，完成直流 到交流的变换，并能实现输出频率和电压的同时调节，VD1～VD6是电压型逆变器 所需的反馈二极管。
1、交－直－交变频器的控制方式： （1）、采用可控整流器调压、逆变器调频的控制方式
特点：调压和调频在两个环节上分别进行，在控制电路上协调配合， 结构简单，控制方便。但是，由于输入环节采用晶闸管可控整流器， 当电压调得较低时，电网端功率因数较低。而输出环节多用由晶闸管 组成多拍逆变器，每周换相六次，输出的谐波较大，因此这类控制方 式现在用的较少。
三、PWM控制的基本原理
1、基本原理
重要理论基础——面积等效原理
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其 效果基本相同。
冲量
效果基本相同
f (t)
f (t)
窄脉冲的面积
环节的输出响应波形基本相同
f (t)
f (t)
d (t)
O
tO
tO
tO
t
a)矩形脉冲
b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数
二、 IGBT的结构和工作原理
❖ IGBT也称绝缘栅极双极型晶体管，是一种新发展起来的复合 型电力电子器件。
❖ 具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优 点，还具有输入通态电压低，耐压高和承受电流大的优点。
❖ 在变频器驱动电机，中频和开关电源以及要求快速、低损耗 的领域，IGBT有着主导地位。
1、IGBT的结构
IGBT是一种三端器件：栅极G、集电极C和发射极E。
第三章 IGBT模块和IPM功率模块
四、电压型逆变器引起短路故障的原因
1.直通短路桥臂中某一个器件(包括反并二极管)损坏。 2.负载电路短路在某些升压变压器输出场合，副边短路 的情况 3.逆变器输出直接短路。
练习题
1.说明IGBT模块和IPM功率模块的含义。 2.叙述IGBT的栅极隔离有哪些功能？ 3.分析IGBT失效原因。 4.如何正确对IGBT进行使用和检修？
三、IPM的栅极隔离
如图所示为IPM模块典型栅极隔离电路，在IPM 模块外 围要有相应的电子元件才能保证正确工作。
如图所示为IPM的电机驱动电路。
第三节 IGBT和IPM保护电路
一、ＩＧＢＴ 失效原因分析
１. 过热损坏。 ２. 超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏 ３. 瞬态过电流 ４. 过电压
第二节元件的IGBT驱动板实物，IGBT的驱动 电路必须具备2个功能: (１)实现控制电路(低压部分)与IGBT栅极(集电极和栅极击 穿，栅极可能成为高压部分)的电隔离； (２)提供合适的栅极驱动脉冲电压值使集电极和发射极充分 导通和截止，因此要有开关变压器降压。
电力电子元件结构
二、IPM智能功率模块封装和符号
如图所示为IPM内部构造，IPM智能功率模块采用多层 环氧树脂工艺，小功率IPM采用一种基于多层环氧树脂黏合 的绝缘技术，铜箔直接铸接工艺，中大功率采用陶瓷绝缘 结构。
IPM常用封装形式 ａ)一单元IPM符号 ｂ)两单元IPM符号 ｃ)六单元IPM符号
二、IGBT管极性测量
判断极性首先将万用表拨在Ｒ ×１ｋ 挡，用万用表 测量时，若某一极与其他两极阻值为无穷大，调换表笔 后该极与其他两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅 极(Ｇ)， 其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷 大，调换表笔后测量阻值较小， 在测量阻值较小的一次 中，则判断红表笔接的为集电极(Ｃ)，黑表笔接的为发射 极(Ｅ)。
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IGBT 模块的作用
摘要：对IGBT 的特性及使用时的注意事项进行了探讨，提出了选择和安
装过程中应该注意的方面。
1 IGBT 模块简介
IGBT 是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写，IGBT 是由MOSFET 和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP 晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET 器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降
低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET 与功率晶体管之间，可正常工
作于几十kHz 频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应
用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
IGBT 的等效电路如图1 所示。
由图1 可知，若在IGBT 的栅极和发射极之
间加上驱动正电压，则MOSFET 导通，这样PNP 晶体管的集电极与基极之
间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT 的栅极和发射极之间电压为0V，
则MOS 截止，切断PNP 晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
IGBT 与MOSFET 一样也是电压控制型器件，在它的栅极—发射极间施加十几V
的直流电压，只有在uA 级的漏电流流过，基本上不消耗功率。
图1 IGBT 的等效电路
2 IGBT 模块的选择
IGBT 模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。
其相互关系见下表。
使用中当IGBT 模块集电极电流增大时，所产生的额定。