最簡單易用的7管封裝IGBT模塊

　　IGBT的優(yōu)勢在于輸入阻抗很高，開關速率快，導通態(tài)電壓低，關斷時阻斷電壓高，集電極和發(fā)射機承受電流大的特點，目前已經(jīng)成為電力電子行業(yè)的功率半導體發(fā)展的主流器件。IGBT已經(jīng)由第三代發(fā)展到第五代了，由穿透型發(fā)展到非穿透型。IGBT模塊也在此基礎上同步發(fā)展，單管模塊，半橋模塊，6管模塊，到現(xiàn)在的7管模塊。IGBT驅(qū)動設計上比較復雜，需要考慮較多的因素，諸如合理的選擇驅(qū)動電壓Uge和門極驅(qū)動電阻Rg，過流過壓保護等都是很重要的。IGBT模塊廣泛用于UPS，感應加熱，逆變焊機電源，變頻器等領域。

　　圖1：半橋模塊

　　圖2：全橋模塊(H橋)

　　圖3：三相全橋6管封裝

　　對于Vincotech公司的7管封裝的IGBT模塊主要是用于電機驅(qū)動的變速調(diào)節(jié)和新能源逆變上，他由6管再加一個帶制動的IGBT單管封裝在一起構(gòu)成一個7管的封裝。

　　圖4：7管封裝

　　7管模塊的應用要點：

　　1.IGBT模塊柵極驅(qū)動電壓

　　Vge要大于Vge(th),意思是柵極的驅(qū)動電壓要大于IGBT的門極閾值電壓IGBT才能開動，對于這個7管模塊的Vge典型值是5.8V，為了是IGBT充分完全飽和導通，并使開關損耗降到最低，因此需要再Vge選一個合適的值，當Vge增加通態(tài)電阻減小，通態(tài)壓降也在降低，損耗也在降低，但是IGBT承受的短路電流能力卻在減小，當Vge太大，會引起柵極電壓振蕩，容易損壞柵極，當Vge減小，通態(tài)電阻增大，通態(tài)壓降增大，損耗也在增大，為了平衡這些制約關系，一般選在1.5~3倍的Vge(th)，折中選在12~15V的范圍，在IGBT關斷時，一般是采用負向偏壓，提高抗干擾能力和抗擊di/dt沖擊能力，一般負壓在-10~-6V。

　　圖5：IGBT門極開關波形

　　2.IGBT的柵極電阻Rg的確定

　　當然Rg增大時，可以抑制門極脈沖沿的陡峭度有效的防止振蕩，同時可以減少開關di/dt，限制了IGBT集電極的尖峰電壓，但是會增加開關時間，增加開關損耗。Rg小了，會導致GE之間的振蕩，損壞IGBT，一般在Rg上并聯(lián)一個10K左右的電阻到E極，另外在GE之間加上TVS吸收尖峰。

　　3.因內(nèi)部帶有制動的IGBT單管制動，當對電機的減速時，關閉驅(qū)動，同時只要將此管打開，將因電機轉(zhuǎn)動感應產(chǎn)生的能量吸收瀉放，因此應用場合主要在電機調(diào)速控制，下圖是整個電機控制的框圖。

　　圖6：整個電機控制的框圖

　　圖7：驅(qū)動部分可以選用光隔離驅(qū)動

　　7管封裝采用IGBT4技術，高集成度較少的PCB走線，內(nèi)建一個NTC的，實時反應模塊內(nèi)部的溫度，在變頻器電機調(diào)速上應用是非常合適的。