IGBT,即是绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)的简称,是一种在高功率电子设备中发挥重要作用的器件。它既有MOSFET的控制电压的特点,又有双极型晶体管的导电能力,使得在实现高电压、大电流控制时具有优越的性能。
IGBT技术是由日本三菱电机公司于1983年研发成功,且在电力电子中得到广泛应用。它可以实现更高功率密度和更高有效值的输出电压,同时具有更高的开关频率、更佳的解决方案等,是一种先进的功率器件。
IGBT技术可以应用于电机变频调速、UPS电源、可逆变系、电焊设备和高速交通工具等领域。其中,电机变频调速领域主要是由于IGBT技术的高效节能、电机轻负载启动和运行的精确控制等优势。
在电力变频调节器上,IGBT技术常用于直流到交流的转换,尤其是在对称的双向变流器中。IGBT技术在节约电能、提高发电机转速的同时,还能实现传输高负载电源。当然,IGBT技术也可以用于制造UPS调节电源,在开始UPS供电时,IGBT可以使直流变成逆流,避免UPS调节电源在节电机组运行时无法控制产生电压降。
此外,高速列车、磁悬浮、电磁炮等电子器件中,为了提高效率,一定程度上采用了IGBT技术。
在许多高功率电子设备中,IGBT技术的优势不可忽视。总结成以下几点:
首先,IGBT技术具有比IGT(Insulated Gate Transistor,绝缘栅晶体管)更好的性能,解决了双极性晶体管、MOSFET中主流饱和现象的缺点。与双极型晶体管相比,IGBT具有更高的开关速度、高输出电流、更低的开关损耗、更好的热稳定性、更高的控制能力等等。
其次,IGBT技术可以实现电路的高功率密度和高密度集成,达到输出电压更高、更省空间,更适合现代化的产业发展。
最后,IGBT技术具有非常出色的保护功能,它可以自动控制过流和温度的变化,并保证其正常工作,不受外界环境的影响。
IGBT技术虽有多重优势,但也有缺点,例如需要驱动电路的较高控制电压和控制电流,电压480V以上的IGBT更需外加电源与驱动接口等辅助器件。
此外,IGBT在高温且工作压力超过200Mpa的情况下容易遭遇击穿的危险,而且后始暴击率也较高,这就需要使用外置二极管的IGBT功能模块和IGBT MOS模块来降低IgBT的电压。
另外,当IGBT被包裹在SOP、DIP、TO等封装中时,绝缘材料使得热阻增加,容易造成集成纤维线的破坏,限制IGBT在高压且绝缘高度高于5mm的回路中采用。
IGBT技术是在高功率电子设备中应用广泛的先进功率器件,其特点是既有MOSFET的控制电压的特点,又有双极型晶体管的导电能力,是一种高效、节能、精确控制的助推器。不过,IGBT技术也有一些缺陷,如较高的控制电压和控制电流、易于被击穿等问题。但是,随着技术的不断进步,IGBT技术也将不断完善和加强,并在未来得以广泛应用。