IGBT模塊使用上的注意事項(xiàng)
IGBT模塊使用上的注意事項(xiàng)

1. IGBT模塊的選定
  在使用IGBT模塊的場(chǎng)合,選擇何種電壓,電流規(guī)格的IGBT模塊,需要做周密的考慮.

a. 電壓規(guī)格

    IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即市電電源電壓緊密相關(guān).其相互關(guān)系列於表1.根據(jù)使用目的,并參考本表,請(qǐng)選擇相應(yīng)的元件.

  元器件電壓規(guī)格
      600V 1200V 1400V
   電源電壓 200V;220V
            230V;240V 346V;350V
            380V;400V
            415V;440V 575V

b. 電流規(guī)格

    IGBT模塊的集電極電流增大時(shí),VCE(-)上升,所產(chǎn)生的額定損耗亦變大.同時(shí),開(kāi)關(guān)損耗增大,原件發(fā)熱加劇.因此,根據(jù)額定損耗,開(kāi)關(guān)損耗所產(chǎn)生的熱量,控制器件結(jié)溫(Tj)在 150oC以下(通常為安全起見(jiàn),以125oC以下為宜),請(qǐng)使用這時(shí)的集電流以下為宜.特別是用作高頻開(kāi)關(guān)時(shí),由於開(kāi)關(guān)損耗增大,發(fā)熱也加劇,需十分注意.
    一般來(lái)說(shuō),要將集電極電流的最大值控制在直流額定電流以下使用,從經(jīng)濟(jì)角度這是值得推薦的.

2. 防止靜電對(duì)策

     IGBT的VGE的保證值為±20V,在IGBT模塊上加出了超出保證值的電壓的場(chǎng)合,由於會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞的危險(xiǎn),因而在柵極-發(fā)射極之間不能超出保證值的電壓,這點(diǎn)請(qǐng)注意.

     此外,在柵極-發(fā)射極間開(kāi)路時(shí),若在集電極-發(fā)射極間加上電壓,則隨著集電極電位的變化,如下圖所示,由于有電流(i)流過(guò),柵極電位升高,集電極則有電流流過(guò).這時(shí),如果在集電極-發(fā)射集間處于高電壓狀態(tài)時(shí),有可能使蕊片發(fā)熱及至損壞.

     在使用裝置的場(chǎng)合,如果柵極回路不合適或者柵極回路完全不能工作時(shí)(珊極處?kù)堕_(kāi)路狀態(tài)),若在主回路上加上電壓,則IGST就會(huì)損壞,為防止這類損壞情況發(fā)生,應(yīng)在柵極一發(fā)射極之間接一只10KQ左左的電阻為宜.

     此外,由於IGBT模塊為MOS結(jié)構(gòu),對(duì)於靜電流就要十分注意.因此,請(qǐng)注意下面幾點(diǎn):

1. 在使用模塊時(shí),手持分裝件時(shí),請(qǐng)勿觸摸驅(qū)動(dòng)端子部份.

2. 在用導(dǎo)電材料連接驅(qū)動(dòng)端子的模塊時(shí),在配線未布好之前’請(qǐng)先不要接上模塊.

3. 盡量在底板良好接地的情況下操作.

4. 當(dāng)必須要觸摸模塊端子時(shí),要先將人體或衣服上的靜電用大電阻( IM歐左右)接地進(jìn)行放電後,再觸摸.

5. 在焊接作業(yè)時(shí),焊機(jī)與焊槽之間的漏泄容易引起靜電壓的產(chǎn)生,為了防止靜電的產(chǎn)生,請(qǐng)先將焊機(jī)處?kù)读己玫慕拥貭顟B(tài)下.

3. 電流限制值與VGE Rg的依賴關(guān)系

     N系列IGBT模瑰,由於內(nèi)裝有電流限制回路,因此,可限制短路時(shí)的集電極電流,使模塊能承受的極限電流值保以提高.這種限制電流值的大小與VGE及Rg值有關(guān),即隨著VGE變小或Rg變大,該值將變小.這時(shí),應(yīng)特別注意,要將裝置中過(guò)電流容限值設(shè)定在該模塊限制電流值之下方為安全.此外,電流限制電路僅有限制電流的作用,而無(wú)自身保護(hù)之功能.因此,為了防止模塊在短路時(shí)遭到破壞,必須在模塊外部能檢測(cè)出短路狀態(tài)·一旦有短路情況發(fā)生,應(yīng)立即切斷輸入信號(hào).

4. 保護(hù)電路設(shè)計(jì)

    IGBT模塊,因過(guò)電流,過(guò)電壓等異常現(xiàn)象,有可能使其損壞.因此,根據(jù)這種異常現(xiàn)象可能出現(xiàn),旨在保護(hù)器件安全.保護(hù)電路的設(shè)計(jì),在使用IGBT模塊時(shí)尤為重要.
這類保護(hù)電路,需對(duì)器件的特性充分了解,設(shè)計(jì)出與器件特性相匹配的保護(hù)電路是非常重要的,有時(shí),雖有保護(hù)電路,器件仍然被損壞也常發(fā)生.(例如,過(guò)電流時(shí),切斷時(shí)間太長(zhǎng),吸收回路電容容量過(guò)小等.)
技術(shù)資料V”保護(hù)電路的設(shè)計(jì)方法”中加以說(shuō)明.

5. 散熱設(shè)計(jì)

     取決於IGBT模塊所允許的最高結(jié)溫(Tj),在該溫度下,必須要做散熱設(shè)計(jì).
為了進(jìn)行散熱設(shè)計(jì),首先要計(jì)算出器件產(chǎn)生的損耗,該損耗使結(jié)溫升至允許值以下來(lái)選擇散熱片.
當(dāng)散熱設(shè)計(jì)不充分場(chǎng)合,實(shí)際運(yùn)行在中等水平時(shí),也有可能超過(guò)器件允許溫度而導(dǎo)致器件損壞.

6. 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

     嚴(yán)格地說(shuō),能否充分利用器件的性能,關(guān)鍵取決於驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì).此外,也與保護(hù)電路設(shè)計(jì)密切相關(guān).
    要使器件處?kù)堕_(kāi)通狀態(tài)時(shí),驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)為正向偏置,關(guān)斷狀態(tài)時(shí),應(yīng)為反向偏置,根據(jù)各自的設(shè)定條件,可以改變器件的特性.此處由於驅(qū)動(dòng)電路的接線方法不同,器件有可能產(chǎn)生誤動(dòng)作.

7. 并聯(lián)問(wèn)題

    用於大容量逆變器等控制大電流場(chǎng)合使用IGBT模塊時(shí),可以使用多個(gè)器件并聯(lián).
并聯(lián)時(shí),要使每個(gè)器件流過(guò)均等的電流是非常重要的,如果一旦電流平衡達(dá)到破壞,那麼電過(guò)於集中的那個(gè)器件將可能被損壞.
   為使并聯(lián)時(shí)電流能平衡,適當(dāng)改變器件的特性及接線方法.例如.挑選器件的VCE(sat)相同的并聯(lián)是很重要的.

8. 另裝時(shí)的注意事項(xiàng)

     在實(shí)際安裝IGBT模塊時(shí),請(qǐng)?zhí)貏e注意如下幾點(diǎn):

1. 安裝散熱片時(shí),在模塊里面涂以熱復(fù)合材料,并充分固定牢.另外·冷卻體原件安裝表面的加工方面,要保此粗糙度在10mm以下,平面度在0-100mm以內(nèi).

2. 在模塊電極端子部份,接線時(shí)請(qǐng)勿加過(guò)大的應(yīng)力.

9. 保管及運(yùn)輸時(shí)的注意事項(xiàng)

     1. 保管

a. 保存半導(dǎo)體原件的場(chǎng)所的溫度,溫度,應(yīng)保持在常溫常濕狀態(tài),不應(yīng)偏離太大.常溫的規(guī)定為5-35“C,常濕的規(guī)定為45—75%左右.特別是模塊化的功率半導(dǎo)體管的場(chǎng)合,在冬天特別干燥的地區(qū),需用加濕機(jī)加濕.

b. 盡量遠(yuǎn)離產(chǎn)生腐蝕性氣體或灰塵較多的場(chǎng)合.

c. 在溫度發(fā)生急劇變化的場(chǎng)所裝置表面含有結(jié)露水的情況出現(xiàn),應(yīng)避開(kāi)這種場(chǎng)所,盡量放在溫度變化小的地方.

d. 保管時(shí),須注意不要在半導(dǎo)體器件上加重荷,特別是在堆放狀態(tài),需注意負(fù)荷不能太重,其上也不能加重物.

e. 外部端子,請(qǐng)?jiān)谖醇庸さ臓顟B(tài)下保管.若有銹蝕,在焊接時(shí)會(huì)有不良的情況產(chǎn)生,所以要盡可能地避免這種情況.

f. 裝部件的容器,請(qǐng)選用不帶靜電的容器.

2. 搬運(yùn)

a. 請(qǐng)不要受下墮沖擊.

b. 用包裝箱運(yùn)輸大量器件時(shí),請(qǐng)勿擦傷接觸電極面,部件間應(yīng)填充軟性材料.

10. 其他,實(shí)際使用時(shí)的注意事項(xiàng)

1. 使用 FWD而未使用照IGBT時(shí)(例如截波電路等),在未使用IGBT的 G-E間,請(qǐng)加上-5V以上的逆向偏置電壓.

2. 在模塊端子處測(cè)定驅(qū)動(dòng)電壓是否為符合要求的電壓值.(在驅(qū)動(dòng)電路中使用晶體管時(shí)的電壓降變大,這將導(dǎo)致在模塊上加不上所需要的VGE電壓).

3. 開(kāi)、關(guān)時(shí)的浪涌電壓等的測(cè)定,請(qǐng)?jiān)诙俗犹帨y(cè)定.

4. 盡量遠(yuǎn)離有腐蝕性氣體的場(chǎng)所.