IGBT是继晶闸管和MOSFET之后新一代的高压和大电流功率半导体开关器件。它的结构融合了MOSFET的控制性能以及晶闸管的高电压、大电流特性。
在现代工业中,IGBT得到了广泛应用,主要用于大功率变流器、电机驱动器、UPS电源以及新能源发电等设备中,能够有效地降低功率损耗和提高结构的可靠性。
2.1 高电压、大电流特性
IGBT的主要特点是具有晶闸管的高电压、大电流特性,能够承受高电压、大电流的电路。这使得它在一些大功率的电路中非常受欢迎。
2.2 低开关损耗
与BJT相比,IGBT的具有低开关损耗的特性,即能够通过较小的控制电压改变电流,从而降低功耗。
2.3 高开关速度
IGBT的开关速度相对较快,这使得它可以更好地适应高速工作环境,并且可以适用于一些需要快速控制的设备。
2.4 高功率和高频率
IGBT模块设计灵活,因此它能够满足高功率和高频率的应用需求,比如新能源变流器、UPS电源等。
3.1 变频器
由于IGBT在高频高压下能够工作,因此它特别适用于变频器中的调速控制。
3.2 电力电子
IGBT在电力电子领域中得到了广泛的应用,比如高电压直流输电和交流输电、铁路牵引变流器等等。
3.3 工业自动化
工业自动化区域对电能进行调节时需要更高的效率和精确度,IGBT的工作方式满足了这些需求,从而在这个领域得到了广泛的应用。
3.4 新能源产业
IGBT的低耗能、低容耗、高可靠性等特点被广泛应用于新能源产业,比如风力、光伏发电等。
4.1 热散热问题
IGBT的工作状态会发热,因此需要考虑热散热方面。散热不良会导致设备的短路,这将会导致设备烧毁,并可能造成人身安全事故。
4.2 电磁兼容
有些场景中,需要IGBT与其他设备协作工作。这意味着需要考虑IGBT的电磁兼容性。
4.3 减少开关损耗
尽管IGBT的开关损耗比BJT小,但在一些场合下,还是需要尽可能地减少开关损耗。因此,需要进一步考虑控制策略及电路设计等问题。