IGBT廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)的發(fā)電端、輸電端、變電端及用電端:
從發(fā)電端來(lái)看,風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電中的整流器和逆變器都需要使用IGBT模塊。
從輸電端來(lái)看,特高壓直流輸電中FACTS柔性輸電技術(shù)需要大量使用IGBT等功率器件。
從變電端來(lái)看,IGBT是電力電子變壓器(PET)的關(guān)鍵器件。
從用電端來(lái)看,家用白電、微波爐、LED照明驅(qū)動(dòng)等都對(duì)IGBT有大量的需求。
在IGBT使用過(guò)程中,可以通過(guò)控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT導(dǎo)通/關(guān)斷/阻斷狀態(tài)的控制。
1)當(dāng)IGBT柵-射極加上加0或負(fù)電壓時(shí),MOSFET內(nèi)溝道消失,IGBT呈關(guān)斷狀態(tài)。
2)當(dāng)集-射極電壓UCE<0時(shí),J3的PN結(jié)處于反偏,IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。
3)當(dāng)集-射極電壓UCE>0時(shí),分兩種情況:
若柵-射極電壓UGE<Uth,溝道不能形成,IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。
若柵-射極電壓UGE>Uth ,柵極溝道形成,IGBT呈導(dǎo)通狀態(tài)(正常工作)。此時(shí),空穴從P+區(qū)注入到N基區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減少N基區(qū)電阻RN的值,使IGBT通態(tài)壓降降低。
IGBT模塊主要用于變頻器逆變和其他逆變電路。將直流電壓逆變成頻率可調(diào)的交流電。它有陰極,陽(yáng)極,和控制極。關(guān)斷的時(shí)候其阻抗是非常大的基本是斷路,接通的時(shí)候存在很小的電阻,通過(guò)接通或斷開(kāi)控制極來(lái)控制陰極和陽(yáng)極之間的接通和關(guān)斷。
熱限制就是我們脈沖功率,時(shí)間比較短,它可能不是一個(gè)長(zhǎng)期的工作點(diǎn),可能突然增加,這個(gè)時(shí)候就涉及到另外一個(gè)指標(biāo),動(dòng)態(tài)熱阻,我們叫做熱阻抗。這個(gè)波動(dòng)量會(huì)直接影響到IGBT的可靠性,就是壽命問(wèn)題。你可以看到50赫茲波動(dòng)量非常小,這個(gè)壽命才長(zhǎng)。