修正波\方波\正弦波逆变器中功率器件的选择-www.loo588.com-lo588乐百家棋牌游戏-lo518乐百家在线娱乐官网

作者:工程技术小组 www.loo588.com,lo588乐百家 发布时间:2016-05-13 11:41:43 访问:588

现在市场上有不同的功率开关管,如MOSFET、BJT 及IGBT。然而,在逆变器设计中主要因素包括功率器件击穿电压、封装、热阻(从结到外壳)、电流等级、导通电压戈导通阻

抗、寄生电容、开关速度和成本。

通态电阻Rds(on)过大是MOSFET的一大缺点,而IGBT在MOSFET漂移中注入少子, 引入大注入效应,产生电导调制,使其特征阻抗大幅度下降。在同等耐压条件下,IGBT的导 通电阻只有MOSFET的1/10?1/30,电流密度提高了 10?20倍。但是引入了少子效应,形成 两种载流子同时运行,使工作频率下降了许多。IGBT是MOSFET和GTR双极性晶体管的折 中器件,结构上和MOSFET很相似,但其工作原理更接近GTR’所以IGBT相当一个N沟 道MOSFET驱动的PNP晶体管。IGBT将MOSFET和GTR的优点集于一身,既具有MOSFET 输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点,又有GTR通态电压低、耐压高的 优点。

IGBT基本上具备了双极型晶体管(BJT)的结构及特性,IGBT的栅极可以像MOSFET 一样,以电压代替电流来驱动。作为一种BJT, IGBT的电 流处理能力比MOSFET更高。同时,IGBT也如BJT—样 是一种少数载体元件。这意味着IGBT关闭的速度取决于 少数载体复合的速度。此外,IGBT的关闭时间与它的集极 -射极饱和电压(UcE(on))成反比。

就MOSFET和IGBT来说,其选用决策需在性能和成 本之间权衡而定。一般来说,因IGBT的电流大(是MOSFET 的两倍多)’所以采用IGBT方案的成本比采用MOSFET的成本低。除成本方面的考虑外,器件性能和功率损耗是需重点考虑的要素,而功率损耗可分为导通和开关两类。作为以少数载流子为基础的器件,在 大电流下,IGBT具有更低的导通电压,也就意味着更低的导通损耗。但MOSFET的开关速度 更快,所以开关损耗比IGBT低。因此,对于要求低开关频率且更大电流的应用来说,选择IGBT 更为适合,而且更具备成本优势。另外,MOSFET有能力满足高频、小电流应用,可满足开关 频率在100kHz以上的逆变器模块的需要。虽然从器件成本角度看,MOSFET比IGBT高,但 其处理更高开关频率的能力将简化输出滤波器的磁设计,并将显著缩小输出电感体积。

修正波\方波\正弦波逆变器中功率器件的选择

基于上述原因,更多的制造商倾向于在中高功率逆变器中采用IGBT。MicroSemi公司生 产的MOS8 IGBT在静态和动态测试(最小化的总体功率损耗)方面的优化性能可出色胜任这 些应用的要求。另外,即使MOSFET的成本是个主要考量,但为实行一个更优方案,也应重 新审视采用MOSFET的潜力,诸如MicroSemi的MOS7/MOS8 MOSFET所具备的特性就非 常适合光伏逆变器的设计。