最简单易用的7管封装IGBT模块

IGBT的优势在于输入阻抗很高，开关速率快，导通态电压低，关断时阻断电压高，集电极和发射机承受电流大的特点，目前已经成为电力电子行业的功率半导体发展的主流器件。IGBT已经由第三代发展到第五代了，由穿透型发展到非穿透型。IGBT模块也在此基础上同步发展，单管模块，半桥模块，6管模块，到现在的7管模块。IGBT驱动设计上比较复杂，需要考虑较多的因素，诸如合理的选择驱动电压Uge和门极驱动电阻Rg，过流过压保护等都是很重要的。IGBT模块广泛用于UPS，感应加热，逆变焊机电源，变频器等领域。

图1：半桥模块

图2：全桥模块(H桥)

图3：三相全桥6管封装

对于世强代理的Vincotech7管封装的IGBT模块主要是用于电机驱动的变速调节和新能源逆变上，他由6管再加一个带制动的IGBT单管封装在一起构成一个7管的封装。

图4：7管封装

7管模块的应用要点：

1.IGBT模块栅极驱动电压

Vge要大于Vge(th),意思是栅极的驱动电压要大于IGBT的门极阈值电压IGBT才能开动，对于这个7管模块的Vge典型值是5.8V，为了是IGBT充分完全饱和导通，并使开关损耗降到最低，因此需要再Vge选一个合适的值，当Vge增加通态电阻减小，通态压降也在降低，损耗也在降低，但是IGBT承受的短路电流能力却在减小，当Vge太大，会引起栅极电压振荡，容易损坏栅极，当Vge减小，通态电阻增大，通态压降增大，损耗也在增大，为了平衡这些制约关系，一般选在1.5~3倍的Vge(th)，折中选在12~15V的范围，在IGBT关断时，一般是采用负向偏压，提高抗干扰能力和抗击di/dt冲击能力，一般负压在-10~-6V。

图5：IGBT门极开关波形

2.IGBT的栅极电阻Rg的确定

当然Rg增大时，可以抑制门极脉冲沿的陡峭度有效的防止振荡，同时可以减少开关di/dt，限制了IGBT集电极的尖峰电压，但是会增加开关时间，增加开关损耗。Rg小了，会导致GE之间的振荡，损坏IGBT，一般在Rg上并联一个10K左右的电阻到E极，另外在GE之间加上TVS吸收尖峰。

3.因内部带有制动的IGBT单管制动，当对电机的减速时，关闭驱动，同时只要将此管打开，将因电机转动感应产生的能量吸收泻放，因此应用场合主要在电机调速控制，下图是整个电机控制的框图。

图6：整个电机控制的框图

图7：驱动部分可以选用光隔离驱动

7管封装采用IGBT4技术，高集成度较少的PCB走线，内建一个NTC的，实时反应模块内部的温度，在变频器电机调速上应用是非常合适的。