igbt作用 逆变器（igbt逆变技术）

IGBT是功率器件，在功率逆变器中执行功率转换和能量传输的功能。它是逆变器的心脏。同时，IGBT也是功率逆变器中最不可靠的元件之一。它对器件的温度、电压和电流非常敏感。如果超过这个限度，它就会变得无能且无法挽回。 IGBT损坏意味着逆变器必须更换或检修。因此，IGBT是逆变电源的重点保护对象。

逆变器核心部件IGBT介绍

IGBT 故障的三种模式。电气故障是最常见的，因为IGBT承担电流电压转换的功能，而且频率很高。如果IGBT主电路电压过高、驱动电压过高或外部峰值电压过高，都可能导致过压损坏。另外，逆变器过载或短路也可能导致过流。二是温度故障。 IGBT 在工作过程中会产生大量热量。如果热量不能及时散发，可能会因过热而损坏。在制造、加工、运输、安装等过程中容易发生机械故障。这种情况非常罕见。

1. IGBT驱动器保护

IGBT本身是一种电流开关器件。何时开启、何时关闭以及开启或关闭的时间由变频器的CPU 控制。但DSP输出的是PWM信号，速度快但不够强大。驱动器的主要功能是放大PWM信号。

IGBT 控制非常高的高频电流并产生电磁干扰信号。另外，由于驱动器靠近IGBT，因此驱动电路必须具有隔离功能。目前的驱动隔离方案包括光耦合器、光纤、脉冲变压器、磁耦合等，每种方法的优缺点如下：

2. IGBT过流/短路保护

设计IGBT 时，通常为电流留出10% 以上的裕量。但逆变器工作时，由于元件与负载之间短路，负载侧故障导致过流，负载侧存在特别大的感性负载。启动和停止时都会产生高次谐波电流。此时逆变器输出电流将急剧上升，导致IGBT工作电流急剧上升。

IGBT短路分为两种情况： 变流器桥臂中出现直通电流，称为I型短路。变换器的短路点发生在负载侧，等效短路阻抗较高，称为II型短路。 II类短路一般可以认为是逆变器严重过流。当发生短路时，如果不采取相关措施，IGBT将很快进入去饱和状态，瞬态功耗将超过极限而损坏，因为IGBT只能承受几微秒的过流。

因此，当发生短路时，应尽快关断IGBT，且关断速度要平缓，以保证电流变化率在一定范围内，从而避免电压过低。切割速度过快会导致电压应力超过极限，损坏IGBT。有源钳位方案具有快速响应措施，使IGBT驱动器能够尽快运行。当发生短路时，如果不采取相关措施，IGBT将很快进入去饱和状态，瞬态功耗将超过极限而损坏，因为IGBT只能承受几微秒的过流。因此，当发生短路时，应尽快关断IGBT，且关断速度要平缓，以保证电流变化率在一定范围内，从而避免电压过低。切割速度过快会导致电压应力超过极限，损坏IGBT。

有源钳位方案具有快速响应措施，使IGBT驱动器能够尽快运行。当发生短路时，如果不采取相关措施，IGBT将很快进入去饱和状态，瞬态功耗将超过极限而损坏，因为IGBT只能承受几微秒的过流。因此，当发生短路时，应尽快关断IGBT，且关断速度要平缓，以保证电流变化率在一定范围内，从而避免电压过低。切割速度过快会导致电压应力超过极限，损坏IGBT。有源钳位方案具有快速响应措施，使IGBT驱动器能够尽快运行。

而且瞬态功耗会超过极限而损坏，因为IGBT只能承受过流只有几微秒。因此，当发生短路时，应尽快关断IGBT，且关断速度要平缓，以保证电流变化率在一定范围内，从而避免电压过低。切割速度过快会导致电压应力超过极限，损坏IGBT。有源钳位方案具有快速响应措施，使IGBT驱动器能够尽快运行。而且瞬态功耗会超过极限而损坏，因为IGBT只能承受过流只有几微秒。因此，当发生短路时，应尽快关断IGBT，且关断速度要平缓，以保证电流变化率在一定范围内，从而避免电压过低。切割速度过快会导致电压应力超过极限，损坏IGBT。

有源钳位方案具有快速响应措施，使IGBT驱动器能够尽快运行。并且关断速度要平缓，保证电流变化率在一定范围内，从而防止电压过快关断，造成电压应力超过极限而损坏IGBT。有源钳位方案具有快速响应措施，使IGBT驱动器能够尽快运行。并且关断速度要平缓，保证电流变化率在一定范围内，从而防止电压过快关断，造成电压应力超过极限而损坏IGBT。有源钳位方案具有快速响应措施，使IGBT驱动器能够尽快运行。

3. IGBT过温保护

当逆变器的环境温度过高，或者逆变器散热不良时，持续过热会损坏IGBT。如果设备继续短路，大电流产生的功率会导致温度升高。如果芯片温度超过硅的本征温度（约250），器件将失去阻断能力，栅极控制将无法得到保护，导致IGBT失效。设计主要考虑两个方面：一是加强和改善IGBT管的散热条件，包括风道设计、散热器设计与制作、强化冷却等；其次，设计过热检测保护电路，利用IGBT模块内置热敏电阻来测量IGBT温度的散热情况。这是非常准确的。当温度超过设定值时，IGBT将关断，停止工作。

4. IGBT机械故障保护

为了便于散热，IGBT采用螺钉连接，安装在散热器上。这个螺丝的连接强度很有讲究，要合适。如果用力过大，会损坏IGBT。如果用力太轻，在运输和安装过程中，振动会导致接触不良，增加热阻，导致器件过温损坏。安装IGBT时，会用到专用螺丝刀。根据IGBT型号，采用相应的力矩，保证IGBT连接牢固，不易损坏。

综上所述

IGBT 是功率逆变器中最敏感、最脆弱的器件。同时，它也是逆变器中最昂贵、最关键的部件，需要许多不同的保护措施。

以上是对逆变器核心部件IGBT以及所有机械故障保护的介绍。感谢您的浏览。您可以收藏深圳市宝威特电源有限公司官方网站。