IPM的基本结构和工作原理——IGBT模块在工程上应用的学习报告(一)

实验室的平台上基本都是IGBT模块,一直以来都在一块黑匣子一样的地方,困扰了我很久很久。结果前段时间做实验,IGBT炸了,直接把我给整蒙蔽了,这咋炸的啊?这是为啥啊?于是就开始构思这一篇文章了。主要思路是阐述,先简单阐述IGBT模块的结构和基本原理进行介绍,然后对IGBT模块参数进行解读,参数的解读为文章的主体部分。

1、IGBT模块的结构

中文全称:绝缘栅双极性晶体管

英文全称:Insulated-gate Bipolar Transistor

具体较为详细的从学术上的介绍,请大家参照王兆安电力电子技术第五版的34页。

1.1 IPM模块中IGBT的结构(在此主要从工程应用上考虑)

 

其结构如上图,为一个基础的IGBT器件,并联一个反向二极管。反向二极管的作用是为了防止感性负载是过大的感生电压di/dt击穿IGBT。其原因是1、IGBT是一个开通关断器件 2、感性负载不允许电流突变。如果电流回路突然关断,IGBT就会在关断的瞬间承受感生电压  di/dt ,由于时间极短,所以感生电压的值是非常大的。为了解决这一问题,IGBT反并联二极管,在驱动感性负载且关断时,为电流提供通道,从而瞬态关断的感生电压。

1.2 IPM模块内部电路

不控整流部分:

逆变回路:

斩波制动部分:(逆变回路的一部分)

1.3 IPM工作的基本原理

IPM模块内部的主要电路由不控整流部分、逆变回路部分和斩波部分组成。不控整流部分的其主要作用是对调压器输出的电压进行不控整流,相同IPM模块内,会通过PCB板将整流出来的电压一般作为逆变回路的母线电压。逆变回路部分主要是对母线电压进行逆变,根据控制板输入PWM控制逆变器输出相应的三相电压驱动电机。而斩波部分主要是针对电机负载使用,在电机进行紧急制动时,会有能量从电机侧向母线侧输入,就需要斩波部分开关管的控制,使得这部分能量卸放到外接的制动电阻上。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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