IGBT的驅(qū)動(dòng)電路有什么特點(diǎn)

　　什么是IGBT？IGBT的驅(qū)動(dòng)電路有什么特點(diǎn)？以IGBT為逆變管的變頻器的特點(diǎn)？

　　IGBT全稱是Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管，是由BIT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)型電力電子器件，本質(zhì)上是一個(gè)場效應(yīng)晶體管，只是在漏極和漏區(qū)之間多了一個(gè)P型層。功率模塊的好壞判斷主要是對功率模塊內(nèi)的續(xù)流二極管的判斷。對于IGBT模塊還需判斷在有觸發(fā)電壓的情況下能否正常導(dǎo)通和關(guān)斷。將數(shù)字萬用表撥到二極管測試檔，測試IGBT模塊cl原el、c2原e2 之間以及柵極G 與el、e2 之間正反向二極管特性來判斷IGBT模塊是否完好。IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路有什么特點(diǎn)？答：驅(qū)動(dòng)電路的作用是將微處理器輸出的脈沖進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動(dòng)IGBT，保證IGBT的可靠工作。驅(qū)動(dòng)電路起著至關(guān)重要的作用，IGBT 驅(qū)動(dòng)電路有以下基本特點(diǎn)：

　�。�1）提供適當(dāng)?shù)恼�向和反向輸出電壓，使IGBT可靠的開通和關(guān)斷。

　　（2）提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時(shí)電流，使IGBT能迅速建立柵控電場而導(dǎo)通。

　�。�3）具有盡可能小的輸入輸出延遲時(shí)間，以提高工作效率。

　�。�4）具有足夠高的輸入輸出電氣隔離性能，使信號(hào)電路與柵極驅(qū)動(dòng)電路絕緣。

　�。�5）具有靈敏的過流保護(hù)能力。以IGBT為逆變管的變頻器的特點(diǎn)？答：以IGBT為逆變管的變頻器的逆變電路與GTR 等其他逆變電路基本相同，但I(xiàn)GBT 逆變電路具有以下特點(diǎn)：

　�。�1）載波頻率高。大多數(shù)變頻器的載波頻率可在（3耀15 kHz）的范圍內(nèi)任意可調(diào)。載波頻率越高，電流的諧波成分越小。

　�。�2）功耗減小。由于IGBT的驅(qū)動(dòng)電路取用電流極小，幾乎不消耗功率。而GTR基極回路取用電流常常是安培級的，消耗功率不可小視。

　　電流源逆變器（csi） - 變頻器_軟啟動(dòng)器

　　國內(nèi)市場上出現(xiàn)的產(chǎn)品中只有ab公司的高壓變頻器，其他品牌的高壓變頻器以及全部低壓變頻器都不用這個(gè)csi方案，國內(nèi)新出現(xiàn)一書，對此論述最多，這個(gè)方案在技術(shù)原理上有特點(diǎn)，為了搞清楚他的內(nèi)在實(shí)質(zhì)，不妨探討一番，以便于和電壓源逆變器的性能比較。 csi的構(gòu)造不同就是在整流后的中間直流環(huán)節(jié)用大電感平波，因而直流電流比較穩(wěn)定，所以叫電流源型（但不是恒流）。

　　1、矩形波電流輸出 最早出現(xiàn)的線路方案是采用晶閘管的串聯(lián)二極管式即采用強(qiáng)迫換流，還有驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)采用負(fù)載換流，由于當(dāng)今市面上應(yīng)用很少，這里對線路原理不再介紹，下面只討論他的外部特性。在科技書籍里介紹csi特點(diǎn)次數(shù)多的當(dāng)推文獻(xiàn)，csi的主要特點(diǎn)如下：

　　（1） 中間直流電流基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗；

　�。�2） 交流側(cè)輸出電流為矩形波，與負(fù)載阻抗角無關(guān)；

　　（3） 交流側(cè)輸出電壓波形和相位決定于負(fù)載阻抗；

　�。�4）當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，為反饋無功能量，電流并不反向，因此不必像電壓型逆變器一樣要給開關(guān)器件反并二極管，直流側(cè)電感可以貯存與釋放無功能量；

　�。�5） 同理，有功能量通過可控晶閘管橋可以反饋回交流電網(wǎng)，不要另設(shè)一套反饋到電網(wǎng)用逆變橋電路；

　　（6） 對觸發(fā)信號(hào)的要求：對直流鏈總是要求有電流流通路徑而不能開路，對交流側(cè)不能有短路路徑。 為什么輸出交流電流為矩形波？因?yàn)橹绷鱾?cè)有一個(gè)大電感，可以穩(wěn)定直流電流（但不是恒流）。為什么輸出交流電壓波形決定于負(fù)載阻抗？這是因?yàn)関=iz，這個(gè)式中的i是正向、反向都是120°寬的矩形波，（也可能是120°寬的凸字形波）z為負(fù)載感抗，可以分解為基波和特征諧波。交流電流側(cè)的負(fù)載為電動(dòng)機(jī)，其負(fù)載特性為阻感負(fù)載，對各次諧波而言，諧波感抗是基波感抗的h倍，h是特征諧波次數(shù)例如5、7等等，但是要注意，直流側(cè)的大電感對各次諧波而言，相當(dāng)于一個(gè)很大的電源內(nèi)抗，在這個(gè)大電感上會(huì)有很大的諧波電壓降，結(jié)果，輸出的交流電壓波形雖不是正弦波，但也決不是矩形波，比較接近于正弦波，其原因應(yīng)該是直流大電感上削去了大部分的諧波電壓。

　　2、pwm調(diào)制波輸出 被調(diào)制波的基波電流波形，由于是電流源所以為矩形波，經(jīng)過pwm調(diào)制后，電流波形的包絡(luò)線已初步接近正弦波，但免不了仍然有由調(diào)制頻率而產(chǎn)生的高頻電流波，他也會(huì)被中間直流環(huán)節(jié)的大電感所抑制，由于頻率高，受到的抑制作用更強(qiáng)，所以交流輸出不論是電流波還是電壓波都是接近正弦波，基本理由應(yīng)該是大電感抑制特征諧波成分和高頻成分的結(jié)果。 在高壓變頻器中，對電動(dòng)機(jī)威協(xié)嚴(yán)重的除了輸出電壓幅值外主要是輸出交流電壓中的dv/dt，此高值的dv/dt，其本質(zhì)就是高頻電壓成分，同上面分析的道理一樣，由于直流大電感的抑制作用，使dv/dt值大為縮小。

　　3、輸出、輸入端電容的濾波作用 電流源逆變器脈寬調(diào)制（csi-pwm）輸出端都有一組并聯(lián)的電容器，此電容是為了在換流過程中提供電流通路而設(shè)（因直流回路電感量很大，電流不能關(guān)斷而宜另找通路），此旁路電容對電流的諧波和高頻成分阻抗分別較小和更小，（同時(shí)并聯(lián)電容也流過不大的基波成分）因而同時(shí)也起了一定的濾波作用，使流向電動(dòng)機(jī)的電流更靠近正弦波。同理，交流電源輸入端也需要一組并聯(lián)電容器，但它容易和電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的電感產(chǎn)生lc串聯(lián)諧振，為了避免揩振，產(chǎn)品廠家必須采抑制措施。

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