【经验】什么是双向IGBT及其使用IGBT驱动器的注意事项

时间： 2022-01-13 来源：SLKOR

技术问答

双向IGBT是业界针对常规IGBT在各种应用中的一些不足而提出的一种新型五层四段结构的双向IGBT功率半导体器件。其核心是采用基于平面门IGBT的对称机构和双向输入控制方法，达到新装置双向控制的目的。双向IGBT模块是实现高频矩阵变换器的一种非常有效的方法。与硬开关脉宽调制转换器略有不同，矩阵转换器中的开关和传导损耗取决于所选的调制策略。

图 1 SLKOR IGBT管 SL25T135FL

双向IGBT可以实现双向导通和双向阻断，其正向和反向阻断电压可以达到同一水平，更适合矩阵变换器。可以节省两个二极管。从双向IGBT的静态和动态特性可以得出结论，双向IGBT的电特性在两个方向上都具有良好的对称性。从下图可以看出，当Ice=2A时，器件的顶部和底部直流电压分别为Vce=4.4V和Vce=4.2V。器件顶部和底部的直流电压不匹配，失配率约为4.6%。

使用IGBT驱动器需要注意事项
近年来，IGBT这种新型的功率开关器件逐渐被人们所认识。与以往的电力电子器件相比，IGBT目前综合性能优势明显，越来越多地应用于工作频率在几十千赫、输出功率在几千瓦至几十千瓦的各种功率转换器件。但是在IGBT的使用过程中，发现了很多影响IGBT推广使用的问题，其中之一就是IGBT驱动电路的合理选择。下面就来说说使用IGBT驱动时应该注意的一些问题。

二极管V6的选择非常重要。它一定是一个快速的二极管，它的反向耐压至少应该和IGBT一样，它的正向压降和IGBT保护点的设置有很大的关系。例如，富士EXB系列驱动要求V6的正向压降为3V。如果我们选择压降，低的其他二极管，IGBT就无法得到有效保护。相反，如果要减少IGBT的保护点，可以通过串联几个IGBT来增加V6的前向压降。另外，不同厂家生产的IGBT的传动比是不一样的。因此，当使用一个制造商生产的驱动程序驱动另一个制造商的IGBT时，二极管V6的前进压降应进行相应的调整。

一些制造商的驱动器(EXB系列)不具有定时逻辑门电压控制功能。在过流状态下，如果驱动器的入口信号消失，其出口信号也消失。这样，过流状态下的IGBT很容易损坏。因此，需要在外部电路中采取措施，保证过流发生时驱动器入口处的驱动脉冲有足够的宽度，使IGBT能够在驱动器的软关断动作下可靠地完成关断过程。另一方面，对于具有逻辑门电压控制的驱动器(如HR065)，在某些情况下，存在桥臂通过的危险。

当IGBT打开时，一些正常的峰值电流经常流动。因此，驱动器通常不能防止短期过电流。例如，EXB841在接通4µs之前不会保护IGBT免受过流，此外，过流发生后，当驱动器发出保护信号并通过光电耦合器将其发送到控制电路时，会有几次微秒延迟。因此，电流驱动器对窄脉冲过流仍然无能为力，仍然需要通过其他方式进行保护。

综上所述，在设计电路时，要清楚了解各种驱动器的特点，根据实际需要做出正确的选择，减少盲目性。对于变频器等输出与输入直接电连接的设备，由于逆变与地直接短路风险高，IGBT关闭等待时间长，使用光耦隔离驱动器更为合适。但是，对于一般的开关电源(如逆变焊机、通信电源等。)，因为IGBT直接对地短路的可能性很小，只要能保证逆变电路的桥臂不通过，用电流互感器做过流保护，IGBT就不会受到过流的威胁。一般这类设备的运行频率比较高，从技术和经济的综合考虑，采用变压器驱动器更为合适。

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SLKOR（萨科微）功率元器件和模块选型指南

目录- 公司介绍碳化硅场效应管/碳化硅肖基特二极管/场效应管超结场效应管/IGBT单管/可控硅二极管静电保护器件/瞬态抑制二极管三极管/电源IC 运算放大器/达林顿晶体管阵列/整流桥/霍尔传感器光耦/石英晶体谐振器

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本文slkor将介绍IGBT及其IGBT模块导通原理。其中IGBT是英文单词Insulated Gate Bipolar Transistor，它的中文意思是绝缘栅双极晶体管。IGBT是由BJT和MOS组成的复合全控制电压驱动功率半导体器件。IGBT模块是由IGBT和FWD通过特殊的电路桥封装而成的模块化半导体产品。

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萨科微海外有分公司/办事处吗?——计划于2024年内在海外设立新的办事处，以进一步加强其全球化战略

萨科微公司计划在2024年内，在全球关键城市如新加坡、伊斯坦布尔、阿姆斯特丹、河内和新德里设立新办事处。这些地点将作为服务当地及周边市场的战略节点，并帮助公司更好地满足东南亚、欧洲、中东及南亚市场的需求。此举不仅展现了萨科微加速国际扩张的决心，也将提升其全球品牌影响力。萨科微提供高端和通用型产品，涵盖SiC二极管、IGBT管、功率器件等，广泛应用于多个行业，包括新能源汽车和智能设备等。

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【产品】萨科微半导体双向可控硅BT136S-800E，有效值电流4A，可用于电机控制系统

萨科微slkor双向可控硅BT136S-800E凭借其卓越的性能和多功能性在市场上广受欢迎。该器件在电机控制、照明控制、温度调节和电源应用等领域得到广泛应用，为各种电子系统提供了稳定可靠的控制和调节功能。通过使用BT136S-800E，可以实现对电流和功率控制，满足不同应用需求，提升系统性能和效率。

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