IGBT（绝缘栅双极型晶体管）又称绝缘栅双极型晶体管，是一种结合了功率FET和功率晶体管优点的新型复合器件，主要介绍结构。IGBT的工作。后，分析并介绍了IGBT在UPS中的实际应用。年来，功率开关器件的新型IGBT已逐渐得到认可。各种电子功率设备相比，IGBT具有以下特性：高输入阻抗，低成本通用驱动线，高速开关特性和低导通状态。IGBT结合了MOSFET高输入阻抗和GTR低压降的优点。和电压GTR降低，载流密度大，但驱动电流大，MOSFET驱动功率低，开关速度快，但导通电压下降重要的是，载流密度低。IGBT结合了以上两个器件的优点，即低动力和降低的饱和电压，这是一种适用于中功率和高功率应用的电子功率器件。完整的性能而言，它具有明显的优势，非常适合600V DC电压。及以上变频器系统，如交流电动机，变频器，开关电源，照明电路，牵引电动机等领域。文主要通过学习IGBT的结构特点和工作原理，介绍IGBT在UPS领域的实际应用。IGBT是一种由双极晶体管（BJT）和MOSFET组成的器件，该器件将BJT电导调制效果引入VDMOS祖先漂移区，从而显着改善了器件的导通特性。且具有MOSFET的高输入阻抗。性IGBT的使用范围基本上替代了传统的功率晶体管。
缘栅双极晶体管本质上是一种场效应晶体管，其结构与功率MOSFET的结构相似，不同之处在于，在MOSFET晶体管的漏极之间添加了一个附加的P 层。始电源和基材。图2.1所示，采用N沟道绝缘栅绝缘栅双极晶体管结构，将N 区称为源极区，将与其相连的电极称为源极。P 区称为排水区。件的控制区域是栅极区域，附着在其上的电极称为栅极。道在门区域的边界附近形成。于漏极和源极之间的P型区域（包括P 和P区域）（在该区域中形成沟道）被称为子沟道区域。于漏极区域另一侧的P 区域称为漏极注入器。是IGBT的独特功能区域。用漏极区和子沟道区，将双极PNP晶体管设计为用作发射器。极注入空穴并进行导电调制以降低设备的导通电压。着在漏极注入区的电极称为漏极。IGBT的开关功能包括通过添加正向栅极电压并向PNP晶体管提供基极电流以激活IGBT来形成沟道。反，增加反向栅极电压可消除沟道并削减基极电流以关断IGBT。IGBT的控制方法与MOSFET基本相同，控制输入极的N沟道MOSFET以获得高输入阻抗特性就足够了。形成MOSFET沟道时，将P 基极中的空穴注入到N层中，并且对N层进行电导调制以减小N层电阻，从而IGBT具有低通状态。电压。压IGBT的激活和去激活由栅极电压控制，当栅极施加直流电压时，电子载流子在下面P区域的点沟道中形成。极，并由发射器的N 区域支撑。过导电沟道注入N区可为IGBT中的PNP晶体管提供基极电流，从而激活IGBT。时，为了维持N区域的电平衡，P 区域注入空穴载流子作为N区域，并以更高的载流子浓度即调制来维持N区域。源电阻还使IGBT在导通状态下具有较低的电压降。在栅极上施加负电压时，MOSFET通道消失，PNP晶体管的基极电流被切断，IGBT被关闭。2.2显示了IGBT的常见电气符号，其等效电路如图2.3所示，该图表明，如果在IGBT的G栅极和E发射器之间施加正电压，则MOSFET为激活，以便PNP集电极C和晶体管的基极处于低电阻状态以将其导通：如果IGBT的栅极和发射器之间的电压为0V，则MOS被禁用，并且PNP晶体管的基极电流供应被切断，因此该晶体管被关断。IGBT是一种类似于MOSFET的压控设备，在其栅极G和发射极E之间施加了约10伏的直流电压。有uA级的泄漏电流循环，实际上没有消耗消耗能量。
IGBT的静态特性主要包括伏安特性，传递特性和开关特性。将源极栅极电压Ugs用作参数时，IGBT的伏安特性是漏极电流与栅极电压之间的关系。出漏极电流由栅极-源极电压Ugs控制。值越高，直径越大。类似于GTR的输出特性。也可以分为饱和区1，扩大区2和击穿特性部分3。IGBT状态下，处于截止状态，正向电压由结J2支撑，而反向电压为结点J2。结点J1支持。果没有N 缓冲器，
电缆则正向和反向阻断电压可以处于同一水平。
加N 缓冲器后，反向停止电压只能达到数十伏，从而限制了IGBT的应用范围。IGBT的传递特性是输出漏极电流Id和栅极-源极电压Ugs之间的关系。具有与MOSFET相同的传输特性：当栅极-源极电压低于激活电压Ugs（th）时，IGBT被停用。IGBT激活后，Id在大多数漏极电流范围内与Ug呈线性关系。极和栅极之间的最大电压受到最大漏极电流的限制，最佳值通常约为15V。启动过程中，大部分时间将IGBT用作MOSFET，除了在漏极-源极电压降Uds的最后一步中，PNP晶体管从放大区域放大。
到延迟时间。Td（启用）是当前斜坡时间的启动延迟和排序。极电流激活时间通常在实际应用中表示为td（on）排序的总和。极-源极电压的下降时间由tfe1和tfe2组成。IGBT的触发和断电需要门和基座之间的直流电压和负电压，这可以由不同的控制电路产生。择这些驱动器时，它们应基于以下参数：设备断电时的极化要求，电网负载要求，强度要求和功率要求。于IGBT的栅极-发射极阻抗很重要，因此可以使用MOSFET驱动技术进行跳闸，但是IGBT的输入电容大于MOSFET的输入电容，因此IOS的极化为IGBT应该高于许多MOSFET驱动器提供的IGBT。IGBT断电时，漏极电流的波形变为两段。于MOSFET停用后，PNP晶体管的存储电荷难以快速消除，因此漏极电流的最终电流很长，td（off）是截止时间的延迟时间，而trv是上升时间电压Uds（f）。实际应用中通常给出的漏极电流的下降时间Tf由图中的两个部分t（f1）和t（f2）组成，漏极电流停用时间t（off）= td（off）。） trv十个t（f），其中td（off）和trv之和也称为存储持续时间。UPS中使用的功率设备包括双极型功率晶体管，功率MOSFET，晶闸管和IGBT。IGBT具有以下优点：功率MOSFET易于操作，控制简单，开关频率高且功率晶体管的激活电压低。电流流动和使用IGBT的优点是UPS电源设计的首选。UPS具有在线和在线交互式备份的三种主要类型：独立的旁路开关，AC / DC整流器，充电器，DC / AC转换器和其他系统。作原理如下：通常，AC / DC整流器以直流电对交流电进行整流，同时为电池充电，然后通过DC / AC转换器将其转换为标准正弦波AC。扇区异常时，电池为转换器供电。生故障时，输出切换为旁路。联的逆变器输出是最稳定的电压和频率，为用户提供了高质量的正弦波功率。路开关通常使用继电器和晶闸管。电器广泛用于中小型功率逆变器。点是控制简单且成本低，缺点是继电器具有转换时间，并且机电装置的寿命也成问题。闸管通常用于中型和大型功率逆变器。点是控制电流很重要，并且没有开关时间。是，缺点是控制很复杂，并且由于晶闸管的触发特性，在触发触发之后，在反向偏置之后它会被停用，这将产生高达10 ms的循环电流。
UPS的整流电路分为普通桥式整流器，SCR可控相位整流器和高频功率因数校正整流器PFC。统整流器的基频为50 Hz，密度更高，随着UPS技术的发展以及各国对功率输入功率因数的要求，带有功率因数校正PFC的UPS PFC电路的基本工作频率至少为20KHZ。波器电感和滤波电容器的体积大大减小。需添加谐波滤波器，输入功率因数最高可达0.99。IGBT通常用作PFC电路中的电源设备，使用IGBT的PFC整流器高效而强大。容量和绿色环保的好处。UPS充电器通常用于反激式，BOOST升压和半桥系统。管IGBT可用于大电流充电器中以进行功率控制，从而实现高效率和高负载电流。率高于KVA的在线逆变器几乎将IGBT用作逆变器部分的电源，并且通常使用全桥电路和半桥电路。用IGBT整流技术的IGBT电源的优点显而易见：由于大功率相位整流电路的当前功率因数校正通常是功率因数的无源补偿，因此6脉冲整流没有过滤器的只有0.65左右。12个脉冲的校正量仅约为0.9，且滤波器体积大且笨重。过使用IGBT磨削技术，逆变器的电源重量轻，拓扑简单，稳定性更高。其他电路拓扑和逆变器电源相比，它具有较低的谐波电流值，可以适应各种负载，对负载和负载没有影响，几乎没有组件很小，只需要很小的放置空间就不会产生共振。量过大和整体可靠性高的风险。用IGBT磨削技术，
电缆逆变器电源保护是双向的，既保护负载又保护电网。种电气设备和功率设备产生的谐波电流会污染电网，这也是一种基于非线性功率的设备，还会产生谐波污染和无功功率。用IGBT磨削技术的逆变器电源可以减少自身的电网污染，以及电网负载的谐波污染并校正功率因数。于采用了IGBT研磨技术，用户可以估计逆变器的电源是位于逆变器电源后部的纯正弦波，使其成为网络的理想目标。上，详细分析了IGBT功率电子器件的结构特点和工作原理，并介绍了IGBT在逆变器电源中的应用。美理解IGBT的工作特性和UPS电源的好处，随着半导体技术的不断发展，智能化和模块化将成为IGBT发展的热点。成的专用IGBT控制电路将改善其性能。机的可靠性更高，从而加速了IGBT的发展。
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