IGBT模块使用上的注意事项

IGBT模块使用上的注意事项
IGBT模块使用上的注意事项

1. IGBT模块的选定
  在使用IGBT模块的场合,选择何种电压,电流规格的IGBT模块,需要做周密的考虑.

a. 电压规格

    IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即市电电源电压紧密相关.其相互关系列於表1.根据使用目的,并参考本表,请选择相应的元件.

  元器件电压规格
      600V 1200V 1400V
   电源电压 200V;220V
            230V;240V 346V;350V
            380V;400V
            415V;440V 575V

b. 电流规格

    IGBT模块的集电极电流增大时,VCE(-)上升,所产生的额定损耗亦变大.同时,开关损耗增大,原件发热加剧.因此,根据额定损耗,开关损耗所产生的热量,控制器件结温(Tj)在 150oC以下(通常为安全起见,以125oC以下为宜),请使用这时的集电流以下为宜.特别是用作高频开关时,由於开关损耗增大,发热也加剧,需十分注意.
    一般来说,要将集电极电流的最大值控制在直流额定电流以下使用,从经济角度这是值得推荐的.

2. 防止静电对策

     IGBT的VGE的保证值为±20V,在IGBT模块上加出了超出保证值的电压的场合,由於会导致损坏的危险,因而在栅极-发射极之间不能超出保证值的电压,这点请注意.

     此外,在栅极-发射极间开路时,若在集电极-发射极间加上电压,则随著集电极电位的变化,如下图所示,由于有电流(i)流过,栅极电位升高,集电极则有电流流过.这时,如果在集电极-发射集间处于高电压状态时,有可能使蕊片发热及至损坏.

     在使用装置的场合,如果栅极回路不合适或者栅极回路完全不能工作时(珊极处於开路状态),若在主回路上加上电压,则IGST就会损坏,为防止这类损坏情况发生,应在栅极一发射极之间接一只10KQ左左的电阻为宜.

     此外,由於IGBT模块为MOS结构,对於静电流就要十分注意.因此,请注意下面几点:

1. 在使用模块时,手持分装件时,请勿触摸驱动端子部份.

2. 在用导电材料连接驱动端子的模块时,在配线未布好之前’请先不要接上模块.

3. 尽量在底板良好接地的情况下操作.

4. 当必须要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电用大电阻( IM欧左右)接地进行放电後,再触摸.

5. 在焊接作业时,焊机与焊槽之间的漏泄容易引起静电压的产生,为了防止静电的产生,请先将焊机处於良好的接地状态下.

3. 电流限制值与VGE Rg的依赖关系

     N系列IGBT模瑰,由於内装有电流限制回路,因此,可限制短路时的集电极电流,使模块能承受的极限电流值保以提高.这种限制电流值的大小与VGE及Rg值有关,即随著VGE变小或Rg变大,该值将变小.这时,应特别注意,要将装置中过电流容限值设定在该模块限制电流值之下方为安全.此外,电流限制电路仅有限制电流的作用,而无自身保护之功能.因此,为了防止模块在短路时遭到破坏,必须在模块外部能检测出短路状态·一旦有短路情况发生,应立即切断输入信号.

4. 保护电路设计

    IGBT模块,因过电流,过电压等异常现象,有可能使其损坏.因此,根据这种异常现象可能出现,旨在保护器件安全.保护电路的设计,在使用IGBT模块时尤为重要.
这类保护电路,需对器件的特性充分了解,设计出与器件特性相匹配的保护电路是非常重要的,有时,虽有保护电路,器件仍然被损坏也常发生.(例如,过电流时,切断时间太长,吸收回路电容容量过小等.)
技术资料V”保护电路的设计方法”中加以说明.

5. 散热设计

     取决於IGBT模块所允许的最高结温(Tj),在该温度下,必须要做散热设计.
为了进行散热设计,首先要计算出器件产生的损耗,该损耗使结温升至允许值以下来选择散热片.
当散热设计不充分场合,实际运行在中等水平时,也有可能超过器件允许温度而导致器件损坏.

6. 驱动电路设计

     严格地说,能否充分利用器件的性能,关键取决於驱动电路的设计.此外,也与保护电路设计密切相关.
    要使器件处於开通状态时,驱动电路应为正向偏置,关断状态时,应为反向偏置,根据各自的设定条件,可以改变器件的特性.此处由於驱动电路的接线方法不同,器件有可能产生误动作.

7. 并联问题

    用於大容量逆变器等控制大电流场合使用IGBT模块时,可以使用多个器件并联.
并联时,要使每个器件流过均等的电流是非常重要的,如果一旦电流平衡达到破坏,那麽电过於集中的那个器件将可能被损坏.
   为使并联时电流能平衡,适当改变器件的特性及接线方法.例如.挑选器件的VCE(sat)相同的并联是很重要的.

8. 另装时的注意事项

     在实际安装IGBT模块时,请特别注意如下几点:

1. 安装散热片时,在模块里面涂以热复合材料,并充分固定牢.另外·冷却体原件安装表面的加工方面,要保此粗糙度在10mm以下,平面度在0-100mm以内.

2. 在模块电极端子部份,接线时请勿加过大的应力.

9. 保管及运输时的注意事项

     1. 保管

a. 保存半导体原件的场所的温度,温度,应保持在常温常湿状态,不应偏离太大.常温的规定为5-35“C,常湿的规定为45—75%左右.特别是模块化的功率半导体管的场合,在冬天特别干燥的地区,需用加湿机加湿.

b. 尽量远离产生腐蚀性气体或灰尘较多的场合.

c. 在温度发生急剧变化的场所装置表面含有结露水的情况出现,应避开这种场所,尽量放在温度变化小的地方.

d. 保管时,须注意不要在半导体器件上加重荷,特别是在堆放状态,需注意负荷不能太重,其上也不能加重物.

e. 外部端子,请在未加工的状态下保管.若有锈蚀,在焊接时会有不良的情况产生,所以要尽可能地避免这种情况.

f. 装部件的容器,请选用不带静电的容器.

2. 搬运

a. 请不要受下堕冲击.

b. 用包装箱运输大量器件时,请勿擦伤接触电极面,部件间应填充软性材料.

10. 其他,实际使用时的注意事项

1. 使用 FWD而未使用照IGBT时(例如截波电路等),在未使用IGBT的 G-E间,请加上-5V以上的逆向偏置电压.

2. 在模块端子处测定驱动电压是否为符合要求的电压值.(在驱动电路中使用晶体管时的电压降变大,这将导致在模块上加不上所需要的VGE电压).

3. 开、关时的浪涌电压等的测定,请在端子处测定.

4. 尽量远离有腐蚀性气体的场所.