Simulink之绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
IGBT由P-MOSFET和GTR混合組成的電壓控制型自關(guān)斷器件。它將P-MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)集于一身，既具有P-MOSFET輸入阻抗高、開關(guān)速度快、工作頻率高、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單的長(zhǎng)處，又有GTR通態(tài)電壓降低、耐高壓和承受電流大的優(yōu)點(diǎn)。
電氣符號(hào)
外形
原理
當(dāng)Uce<0時(shí)，IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。
當(dāng)Uce>0時(shí)，若Uge<Ut（開啟電壓），IGBT成正向阻斷狀態(tài)；若Uge>Ut（開啟電壓），IGBT導(dǎo)通。
特性
I區(qū)：可調(diào)電阻區(qū)，Uce增大，Ic增大。
II區(qū)：恒流飽和區(qū)，對(duì)于一定的Uge，Ic不再隨Uce變化。
III區(qū)：雪崩區(qū)
Uge<Ut時(shí)，IGBT截止；Uge>Ut，IGBT導(dǎo)通，且除靠近Ut這一小段，Ic和Uge呈線性關(guān)系。
主要參數(shù)
集射極擊穿電壓BUces：IGBT的最高工作電壓。
開啟電壓Ut和最大柵射極電壓BUges：Ut是導(dǎo)通所需的最低柵射極電壓，一般在2~6V。BUges限制在±20V以內(nèi)，最佳值在15V左右。
通態(tài)壓降Uce：導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)集射極間的導(dǎo)通壓降，值越小管子功耗越小，一般為2.5~3.5V。
集電極連續(xù)電流Ic和峰值電流Icp：集電極允許流過(guò)的最大連續(xù)電流Ic的額定電流；最大集電極峰值Icp，為額定電流Ic的2倍左右。
柵極驅(qū)動(dòng)
1.驅(qū)動(dòng)脈沖的上升沿和下降沿要陡：上升沿可使IGBT快速開通，減小開通損耗；下降沿陡，并在柵射極間加一適當(dāng)?shù)姆聪蚱珘?#xff0c;有助于IGBT快速關(guān)斷，減少關(guān)斷損耗。
2.驅(qū)動(dòng)功率足夠大：IGBT開通后，柵極驅(qū)動(dòng)源應(yīng)能提供足夠的功率及電壓、電流幅值，使IGBT總處于飽和狀態(tài)，不因退出飽和而損壞。
3.合適的負(fù)偏壓：為縮短關(guān)斷過(guò)程中的時(shí)間，需施加負(fù)偏壓-Uge，同時(shí)還可防止關(guān)斷瞬間因電壓上升率過(guò)高造成誤導(dǎo)通，并提高抗干擾能力。反偏壓-Uge一般取-2~-10V。
4.合理的柵極電阻Rg：在開關(guān)損耗不太大的情況下，應(yīng)選擇較大的Rg。Rg的范圍為1~400Ω。
5.IGBT多用于高壓場(chǎng)合，故驅(qū)動(dòng)電路與整個(gè)控制電路應(yīng)嚴(yán)格隔離。
保護(hù)
1.通過(guò)檢測(cè)出的過(guò)電流信號(hào)切斷柵極控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)
2.利用緩沖電路抑制過(guò)電壓并限制電壓上升率
3.利用溫度傳感器檢測(cè)IGBT的殼溫，當(dāng)超過(guò)允許溫度時(shí)主電路跳閘，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)
4.靜電保護(hù)
5.短路保護(hù)
仿真模型
路徑
電路模型
輸入輸出
c：集電極? ? e：發(fā)射極? ? g：柵極? ? m：測(cè)量電流和電壓[Iak， Vak]
參數(shù)
Ron：IGBT內(nèi)電阻。當(dāng)內(nèi)電感設(shè)為0時(shí)，內(nèi)電阻不能設(shè)為0。
Lon：IGBT內(nèi)電感。當(dāng)內(nèi)電阻設(shè)為0時(shí)，內(nèi)電感不能為0。
Vf：IGBT的正向管壓降。
Ic：IGBT初始電流。設(shè)為非零時(shí)，表示從導(dǎo)通開始。
Rs：IGBT緩沖電阻（和緩沖電容串聯(lián)，與二極管并聯(lián)）。Rs為0，純電容。
Cs：IGBT緩沖電容（和緩沖電容串聯(lián)，與二極管并聯(lián)）。Cs為inf，純電阻。Rs為inf，Cs為0，消除緩沖。
Tf：IGBT電流下降到10%的時(shí)間。
Tt：IGBT電流拖尾時(shí)間。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Simulink之绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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