隔离门极双极型晶体管

隔离门极双极型晶体管



隔离门极双极型晶体管（IGBT,IsolatedGateBipolarTran-sistor）是目前广泛应用于中小容量变频器中的一种半导体开关器件。由于它集功率MOSFET和功率晶体管的优点于一身，具有输入阻抗高，开关速度快，驱动电路简单和通态电压低，耐压高等特点，因此备受欢迎，发展很快。此外，因为采用了IGBT的PWM变频器的载频可以达到10一巧kHz，从而达到降低电动机运行噪声的目的，所以广泛应用于低噪声变频器中。

目前变频器的主要厂家推出的中小容量的新产品中大都采用了IGBT作为换流器件，隔离门极双极型晶体管有取代双极型功率晶体管和功率MOSFET的趋势。

智能功率模块IPM（IntelligentPowerModule）不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。它由高速低工耗的管芯和优化的门级驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以IPM自身不受损坏。IPM一般使用IGBT作为功率开关元件，并内藏电流传感器及驱动电路的集成结构，IPM以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服进给、变频家电的一种非常理想的西门子变频器电力电子器件。图2-19给出了IPM的等效电路。

IPM具有以下的优点：

(1)开关速度快。IPM内的IGBT芯片都选用高速型，而且驱动电路紧靠IGBT芯片，驱动延时小，所以IPM开关速度快，损耗小。

(2)低功耗。IPM内部的IGBT导通压降低，开关速度快，故IPM功耗小。

(3）快速的过流保护。IPM实时检测IGBT电流，当发生严重过载或直接短路时，IGBT将被软关断，同时送出一个故障信号。

(4)过热保护。在靠近IGBT的绝缘基板上安装了一个温度传感器，当基板过热时，IPM内部控制电路将截止栅极驱动，不响应输入控制信号。

(5)桥臂对管互锁。在串联的桥臂上，上下桥臂的驱动信号互锁。有效防止上下臂同时导通。

(6)抗干扰能力强。优化的门级驱动与IGBT集成，布局合理，无外部驱动线。

（7）驱动电源欠压保护。当低于驱动控制电源（一般为15V)就会造成驱动能力不够，增加导通损坏。IPM自动检测驱