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技術(shù)文章

IGBT模塊的使用和安裝
IGBT模塊的用于和裝置 
　　IGBT是絕緣柵雙極型晶體管（ Insulated Gate Bipolar Transistor ） , 它是八十年代初誕生，九十年代迅速發(fā)展起來的新型復(fù)合器件。 IGBT 將 MOSFET 與 GTR 的優(yōu)點(diǎn)集于一身，既有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓驅(qū)動(dòng)型，又具有通態(tài)壓降低、高電壓、大電流的優(yōu)點(diǎn)。因此， IGBT 的新技術(shù)、新工藝不斷有新的突破；應(yīng)用頻率硬開關(guān) 5KHz ～ 40KHz ，軟開關(guān) 40KHz ～ 150KHz ；功率從五千瓦到幾百千瓦的應(yīng)用場合。   IGBT器件將不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，為高效節(jié)能、節(jié)材，為新能源、自動(dòng)化和智能化提供了新的機(jī)遇。為了使初次用于者正確用好 IGBT 模塊，*大限度地發(fā)揮 IGBT 模塊的作用，以下是*基本的用于說明。
㈠ 依據(jù)裝置負(fù)載的工作電壓和額定電流以及用于頻率 , 選擇合適規(guī)格的模塊。用戶用于模塊前請?jiān)敿?xì)閱讀模塊參數(shù)數(shù)據(jù)表，了解模塊的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)；根據(jù)模塊各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)確定用于方案，計(jì)算通態(tài)損耗和開關(guān)損耗，選擇相匹配的散熱器及驅(qū)動(dòng)電路。
㈡ IGBT 模塊的用于
1 ．防止靜電 IGBT 是靜電敏感器件，為了防止器件受靜電危害，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
① IGBT 模塊驅(qū)動(dòng)端子上的黑色海綿是防靜電材料，用戶用接插件引線時(shí)取下防靜電材料立即插上引線；在無防靜電措施時(shí)，不要用手觸摸驅(qū)動(dòng)端子。
② 驅(qū)動(dòng)端子需要焊接時(shí)，設(shè)備或電烙鐵一定要接地。
2 ．選擇和用于
① 請?jiān)诋a(chǎn)品的*大額定值（電壓、電流、溫度等）范圍內(nèi)用于，一旦超出*大額定值，可能損壞產(chǎn)品，特別是 IGBT 外加超出 Vces 的電壓時(shí)可能發(fā)生雪崩擊穿現(xiàn)象從而使元件損壞，請務(wù)必在 Vces 的額定值范圍內(nèi)用于！工作用于頻率愈高 , 工作電流愈??；源于可靠性的原因，必須考慮**系數(shù)。如果用于前需要測試請務(wù)必用于適當(dāng)?shù)臏y試設(shè)備，以免測試損壞（特別是 IGBT 和 FRED 模塊需要專業(yè)的測試設(shè)備，請勿用于非專業(yè)的設(shè)備測試其電壓的*大值）。
② 驅(qū)動(dòng)電路：由于 IGBT Vce(sat) 和短路耐量之間的折衷關(guān)系，建議將柵極電壓選為 +VG=14 ～ 15V ， -VG=5 ～ 10V ，要確保在模塊的驅(qū)動(dòng)端子上的驅(qū)動(dòng)電壓和波形達(dá)到驅(qū)動(dòng)要求； 柵極電阻 Rg 與 IGBT 的開通和關(guān)斷特性密切相關(guān)，減小 Rg 值開關(guān)損耗減少，下降時(shí)間減少，關(guān)斷脈沖電壓增加；反之，柵極電阻 Rg 值增加時(shí)，會(huì)增加開關(guān)損耗，影響開關(guān)頻率；應(yīng)根據(jù)浪涌電壓和開關(guān)損耗間*佳折衷 ( 與頻率有關(guān) ) 選擇合適的 Rg 值，一般選為 5 Ω至 100 Ω之間。為防止柵極開路，建議靠近柵極與發(fā)射極間并聯(lián) 20K ～ 30K Ω電阻。驅(qū)動(dòng)布線要盡量短且采用雙絞線；在電源合閘時(shí)請先投入驅(qū)動(dòng)控制部分的電源，使其驅(qū)動(dòng)電路工作后再投入主電路電源。
③ 保護(hù)電路： IGBT 模塊用于在高頻時(shí)布線電感容易產(chǎn)生尖峰電壓，必須注意減少布線電感和元件的配置，應(yīng)注意以下保護(hù)項(xiàng)目：過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、柵極過壓及欠壓保護(hù)、**工作區(qū)、過溫保護(hù)。
④ 吸收電路： 由于 IGBT 開關(guān)速度快，容易產(chǎn)生浪涌電壓，必須設(shè)有浪涌鉗位電路。
⑤ 并聯(lián)用于： 應(yīng)考慮柵極電路、線路布線、電流不平衡和器件之間的溫度不平衡等問題。
⑥ 用于時(shí)請避開產(chǎn)生腐蝕氣體和嚴(yán)重塵埃的場所。
㈢ 裝置
① 散熱器應(yīng)根據(jù)用于環(huán)境及模塊參數(shù)進(jìn)行匹配選擇，以保證模塊工作時(shí)對散熱器的要求。
② 散熱器表面的光潔度應(yīng)小于 10mm ，每個(gè)螺絲之間的平面扭曲小于 10mm 。為了減少接觸熱阻，推薦在散熱器與模塊之間涂上一層很薄的導(dǎo)熱硅脂，模塊均勻受力后 , 從模塊邊緣可看出有少許導(dǎo)熱硅脂擠出為*佳。
③ 模塊裝置在散熱器上時(shí)，螺釘需用說明書中給出的力矩?cái)Q緊。力矩不足導(dǎo)致熱阻增 加或運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)螺釘松動(dòng)。力矩過大可能損壞模塊外殼或是破壞模塊絕緣；
④ 僅裝置一個(gè)模塊時(shí)，裝在散熱器中心位置，使熱阻效果*佳。
⑤ 裝置幾個(gè)模塊時(shí)，應(yīng)根據(jù)每個(gè)模塊發(fā)熱情況留出相應(yīng)的空間，發(fā)熱大的模塊應(yīng)留出較多得空間。
⑥ 兩點(diǎn)裝置緊固螺絲時(shí)，先依次緊固額定力矩的 1/3 ，然后反次達(dá)到額定力矩。
⑦ 四點(diǎn)裝置和兩點(diǎn)裝置類似， IGBT 長的方向順著散熱器的紋路。緊固螺絲時(shí)，依次對角緊固 1/3 額定力矩，然后反次達(dá)到額定力矩。
⑧ 用于帶紋路的散熱器時(shí)， IGBT 長的方向順著散熱器的紋路，以減少散熱器的變形。兩只模塊在一個(gè)散熱器上裝置時(shí)，短的方向并排擺放，中間留出足夠的距離，主要是風(fēng)機(jī)散熱時(shí)減少熱量迭加，容易散熱，*大限度發(fā)揮散熱器的效率。二是模塊端子容易連接，有利于減少雜散電感，尤其高頻用于時(shí)更重要。
⑨ 在連接器件時(shí)，連接模塊的母線排不能給模塊主端子電極造成過大的機(jī)械和熱應(yīng)力，以免模塊電極的內(nèi)部焊接斷裂或電極端子發(fā)熱在模塊上產(chǎn)生過熱。

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