超越规格：更高电流的供给与测量

太阳能电池、电源管理器件、高亮度LED和RF功率晶体管的特性分析等高功率测试应用经常需要高电流,有时需要高达40A甚至更高的功率,MOSFET和绝缘栅双极晶体管（IGBT）将需要100A以上的电流。但是,通常单电源技术指标中规定的DC电流最大值是有限制的。这项指标的限制通常取决干电源的设计、仪器中使用分立器件的安全工作区域,内部印制电路板上的金属线间距等。如果想增大电流输出并且使用SMU（Source Measurement Unit,源测量单元）,可以采用多种测试模式和多个通道。     

IGBT芯片静态输出曲线连续测量方法

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片的静态输出曲线是考核其能量损耗及指导多芯片并联设计的重要指标之一。现有测量IGBT静态输出曲线的方法多采用商用化的功率器件分析仪,然而商业化功率器件分析仪存在价格昂贵、夹具单一的问题。亟需开发一种简单、快速、有效的静态输出曲线测量方法。面向高压IGBT芯片,提出一种新的静态输出曲线连续测量方法及测试电路,有效减小了IGBT芯片的电导调制效应和温升效应对静态输出曲线的影响。通过实时测量动态过程中的电压及电流,可以快速得到IGBT芯片静态输出曲线。通过对比本文连续法与功率器件分析仪的测量结果,证明了所提方法的有效性。     

中国IGBT功率半导体器件产业观察

正IGBT是功率器件技术演变的最新产品,是未来功率器件的主流发展方向。IGBT器件是一种MOSFET与双极晶体管复合器件。既有功率MOSFET易于驱动、控制简单、开关频率高的优点,又有功率晶体管的导通电压低、通态电流大、损耗小的优点。基于技术和功能上的优势,IGBT产品可以实现对以往功率     

600V单通道高压端驱动IC

AUIRS2123S和AUIRS2124S高速功率MOSFET和IGBT驱动器符合AEC—Q100标准,可以提供10V至20V的栅极驱动电源电压。输出驱动器具有适用于最小驱动器跨导的高脉冲电流缓冲过程,而浮动通道可用来驱动在600V电压下工作的高压端配置的N沟道功率MOSFET或IGBT。这两种器件均具有负电压尖峰（V5）免疫性,可防止系统在大电流切换和短路情况下发生损坏事件。     

影响IGBT器件短路能力的一种栅极振荡现象研究

功率器件IGBT由于其优异特性而广泛应用于电机、电焊机和功率开关等领域,是功率器件的主流产品之一。本文首先介绍了IGBT的短路特性及测试方法和条件,分析了栅极异常振荡对IGBT的短路电流的影响,提出了改善IGBT器件短路能力的方法。     

影响IGBT器件短路能力的一种栅极振荡现象研究

功率器件IGBT由于其优异特性而广泛应用于电机、电焊机和功率开关等领域,是功率器件的主流产品之一.本文首先介绍了IGBT的短路特性及测试方法和条件,分析了栅极异常振荡对IGBT的短路电流的影响,提出了改善IGBT器件短路能力的方法.     

电力电子设备的发展趋势

(1)在未来一段可预见的时间内，以各种电力半导体器件为主功率器件的电力电子设备将展开竞争且共同发展。SCR及其派生器件仍将垄断特大功率领域，在电动机驱动装置、中频电源领域，IGBT将取代林顿晶体管(DT)，从而进一步改善变频电源输出波形。用IGBT的整流器和逆变器可提高效率、减小噪声，并将电力电子设备的重量、体积减少30光。     

GH-039带有过电流保护功能的高速大容量IGBT厚膜驱动器集成电路

介绍了带有过电流保护功能的高速大容量IGBT厚膜驱动器GH－039,分析了它的引脚排列和各引脚的名称,功能和用法,给出了它们的主要设计特点和参数限制,剖析了其的内部结构和工作原理,进而探讨了其应用技术。它单电源工作,内置高速光电耦合器实现输入、输出隔离;它高密度集成,具有对被驱动IGBT进行过电流或短路保护的功能,可用来直接驱动300A、600V的功率IGBT模块。     

新型零电压零电流软开关逆变器的仿真研究

提出一种新型的零电压零电流谐振极型软开关逆变器,可以在主功率器件开通和关断时,同时实现零电压和零电流,因此对于内部电容不能忽略的器件,可减小容性开通损耗,当IGBT作为主功率器件时,也可减小拖尾电流引起的损耗。主功率器件真正做到了无损耗换相。此外,续流二极管的反向恢复损耗被降低到最小,辅助开关也实现了零电流开关。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图。通过仿真结果验证该软开关逆变器的有效性。     

基于单脉冲试验的IGBT模型的电压应力测试分析

IGBT作为功率设备的核心器件,在电力电子工业领域应用广泛.为了进一步了解电压应力对IGBT模块的影响,本文搭建了实验样机(选用3代IGBT采用T型三电平拓扑,额定输出线电压315?V,电流230?A,设计输入电压范围500～1000?V),通过单脉冲试验对不同厂家不同型号的IGBT进行电压应力分析并给出解决方案的可行...     

大功率D类功放的仿真研究

大功率超声波在工业生产中具有重要的作用。功率放大器是超声波发射机的核心单元。由IGBT构成的D类功率放大器,必须采取有效措施抑制电压脉冲尖峰,防止过压击穿大功率器件。分析了D类功放电路的原理以及输出电压尖峰脉冲产生的原因,介绍了几种常用的尖峰抑制吸收电路。重点分析了RCD型的吸收方案,给出了电路元件参数的计算方法。采用Pspice对设计方案进行了仿真验证,结果表明RCD吸收电路可以有效抑制功放的尖峰电压,保护发射机核心器件IGBT。     

具有多种输出模式微弧氧化电源的研制

基于对微弧氧化工艺和负载特性的研究,提出一种新的带放电回路脉冲模式。并在此基础上研制了一种以80C196KB单片机为控制系统核心,具有多种输出模式的微弧氧化电源。通过对主电路结构的拓扑及对可控硅触发和IGBT驱动的控制,该电源能够产生带放电回路脉冲、单极性脉冲和双极性脉;中3种输出模式,而且其脉冲幅值、频率、占空比具有很宽的调节范围。此外还实现了对微弧氧化过程中电流和电压的实时采集和显示。经实践表明,该电源能很好地应用于实验研究及工业化生产。     

High-speed electro-thermal modelling of a three-phase insulated gate bipolar transistor inverter power module

In this article, a high-speed electro-thermal (ET) modelling strategy to predict the junction temperature of insulated gate bipolar transistor (IGBT) devices of a three-phase inverter power module is presented. The temperature-dependent power loss characteristics of IGBT and diode devices are measured and stored in lookup tables, which replace the conventional complicated physics-based compact models. An inverter is modelled as a voltage controlled voltage source, which allows the inverter-based power train simulation to be carried out in the continuous time domain with a large simulation time-step (1 ms). Using the simulated sinusoidal voltage and current components of the inverter output, the given pulse width modulation mode, the conduction time (duty ratio) and the current of the devices are extracted. Based on the lookup tables, on-times and conduction currents of devices, the average power loss over each simulation time-step is calculated, which is then fed into the inverter thermal model to predict the devices' temperatures. The advantage of the proposed model is that an accurate ET simulation of inverter for long real-time (many minutes) operation can be carried out within an acceptable computational time using a standard modern personal computer. Both simulation and experimental validation have been carried out, and an excellent agreement has been achieved between the simulation and experimental data.     

压力对换流阀用压接型IGBT器件功率损耗的影响

功率损耗一直是功率半导体器件应用时备受关注的问题.压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件靠外部压力使内部各个组件保持电气和机械连接,因此压力直接或间接地影响着压接型IGBT器件的功率损耗.将压接型IGBT器件工作时产生的结温作为耦合变量引入,基于此建立了IGBT器件应用于调制脉宽(PWM)换流设备时的功率损耗计算模型,并详细分析了影响功率损耗的各种因素,包括机械压力、开关频率等.以换流阀用3 300 V/1 500 A压接型IGBT器件为例,采用有限元法研究了压力对压接型IGBT器件功率损耗的影响,重点探讨了器件内部各芯片功率损耗的变化情况.结果表明,增加压力一定程度上可以降低压接型IGBT器件的功率损耗,改善器件内部芯片结温分布不均的问题.     

半桥式功率输出级中高速低功耗低侧管的实现

本文提出了一种动态地控制IGBT阳极短路的结构,并把这种结构用于具有高低侧驱动和半桥式功率输出级的功率集成电路低侧管中.这种结构使得功率输出级低侧管导通时工作于IGBT模式,关断过程中工作于MOS模式,因而具有导通压降小、关断速度快的优点,有效地解决了功率管导通电阻和关断速度之间的矛盾.在不改变工艺,不降低耐压,不增加电路元件的前提下,实现了低侧管的高速低功耗.     

大功率半导体激光器驱动电源

根据半导体激光二极管的工作特性，设计了一种以VICOR电源为功率模块，以绝缘栅双极晶体管（IGBT）为大功率变换器件的大功率激光二极管驱动电源，该驱民源电路简单，能有效地抑制电源的浪涌冲击，保证了激光二极管不受外界的电干扰。在线保护机制可实时对半导体激光器工作监控，半导体激光器的慢启动电路、温控电路保证了半导体激光器安全工作。该电源已应用于机载激光雷达样机系统中，通过一年多的使用，半导体激光二极管工作正常，性能稳定可靠。     

用于风力发电系统的大功率IGBT短路保护的研究

现代化的兆瓦级变流器广泛用于机车牵引、新能源发电等场合,大多数兆瓦级变流器均采用IGBT作为功率器件。本文对风力发电系统中所使用的新型低导通压降、大电流的沟道场截止型IGBT的短路特性进行了详细分析,指出了短路故障发生后IGBT失效的原因。介绍了一种有源闭环的保护方法,并通过实验证明了其有效性。     

天气雷达回扫充电调制器的应用分析

为了提高发射机输出脉冲幅度的稳定度,研制了平均功率约30kW的脉冲电源,采用回扫充电技术给线型调制器的脉冲形成网络充电。该电源充电、放电分时进行,可控制调制器连通以减小电源纹波影响调制器指标;采用IGBT作为充电开关。研究了临沂新一代天气雷达回扫充电调制器的工作原理和电路组成,最后还阐述了回扫充电电源中重要参数指标。     

功率MOS器件的结构与性能

电力电子器件的结构决定其性能,而器件的性能又决定电路的性能。根据此原理,本文分析比较了近十年来十种实用的具有新型的功率MOS器件的结构与性能特点,包括：NPT－IGBT、PT－IGBT、SDB－IGBT、Trench MOSFET、Trench IGBT、Cool MOSFET、BiMOSFET、HV－IGBT、HS－IGBT、RB－IGBT。     

基于电流型脉宽调制器的自适应反激驱动开关电源的设计

分析了一种采用3844B电流型脉宽调制器控制,实现多路输出的单端反激式大功率IGBT驱动电源。根据控制芯片特性与输出要求给出了详细的电路参数,设计了符合要求的高频变压器,提出改进的反馈控制方法,具有很强的自适应性。实验结果表明,该电源的可靠性更高,稳定性好,输出纹波小,能够适应规定电网电压波动195V到265V的要求,甚至更大的电压波动。