2023-06-02 15:30:21

IGBT作为一种半导体器件，在现代工业自动化及能源电力领域中得到广泛的应用。如何正确的选型及使用IGBT，不仅可以提高工业设备、电力系统的性能和可靠性，还可以降低设备的故障率，本文将从IGBT的原理、分类及应用、选型及注意事项等方面进行详细介绍。

一、IGBT的原理

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）即绝缘栅双极晶体管，是由MOSFET和普通双极晶体管（Bipolar Transistor）组成的一种新型功率半导体器件。在正向通电时，它的结构与普通的双极晶体管相似，在反向断电时，它的结构与MOSFET相似。

IGBT的工作原理类似于双极晶体管，在IGBT中，PN结被加入一个大面积的PN结结构，并在PN结上加入了一个栅，当栅极上的电压发生变化时，就可以改变PN结上的电子浓度，从而控制电流的流动。IGBT的主要特点是具有MOSFET的输入特性，同时具有可控制的输出电流和高电压承受能力。

二、IGBT的分类及应用

目前市场上的IGBT主要分为功率级IGBT和驱动级IGBT两类。

1.功率级IGBT

功率级IGBT主要应用于大功率设备中，如：变频调速系统、高精度数控机床、电机控制、工控机等。功率级IGBT的特点是承载电压高，控制能力强，适用于高压直流、高电流的设备中。

2.驱动级IGBT

驱动级IGBT主要应用于低功率设备中，如：单电平或双电平逆变器、降压调压器、电动车辆的电力控制系统等。驱动级IGBT的特点是控制电压低、控制电流小、能耗低，适用于低压、低电流的设备中。

三、IGBT的选型及注意事项

1. 工作条件

在选型IGBT时，首先需要考虑IGBT的工作条件，包括输出功率、交流电压、输出电流和工作温度等因素，以便选择能够适应所需工作条件的IGBT。

2. 承受电压

IGBT所承受的最大电压是选择中的一个重要参数。因为当IGBT最大承受电压不足时，会导致过电压损坏，从而对系统带来不良影响。因此，必须根据实际应用情况来选择IGBT承受的最大电压。

3. 驱动电路

IGBT的驱动电路是一个关键因素。如果IGBT的驱动电路不良，则容易导致IGBT的损坏。选用合适的驱动电路可以使IGBT在工作过程中更加稳定，从而提高系统的可靠性。

4. 散热

IGBT的散热也是不可忽视的一个问题，因为其负责输出大功率，工作时会产生大量的热量，若散热不良就会大大缩短IGBT的使用寿命，对电路及设备带来不利影响。因此，必须根据实际情况来选择合适的散热方式，保证IGBT的正常工作。

综上所述，IGBT作为一种半导体器件，在工业和电力领域中应用广泛。在选择IGBT时不仅需要考虑其工作条件、承受电压、驱动电路和散热问题，还需深入了解不同类型IGBT适合的应用场景，以便选择适合自己需求的IGBT。