IGBT i rozwój jego zastosowań

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) jest podstawowym urządzeniem kontroli mocy i konwersji mocy.To złożone urządzenie półprzewodnikowe zasilanie napędowe w pełni kontrolowane składa się z BJT (Bipolar Transistor) i MOS (Izolowane bramy Transistor Efekt pola). , posiada charakterystykę wysokiej impedancji wejściowej, niskiego spadku napięcia przewodzenia, charakterystyk szybkiego przełączania i niskiej straty stanu przewodzenia,i zajmuje dominującą pozycję w zastosowaniach o wysokiej częstotliwości i średniej mocy.

Wzór modułu IGBT

Struktura IGBT i równoważny schemat obwodu

Obecnie IGBT jest w stanie pokryć zakres napięć od 600V do 6500V, a jego zastosowania obejmują szereg dziedzin od przemysłowych źródeł zasilania, konwerterów częstotliwości, pojazdów nowej energii,produkcja energii elektrycznej z nowej energii na potrzeby transportu kolejowego, i sieci krajowej.

Główne parametry badań urządzeń półprzewodnikowych mocy IGBT

W ostatnich latach IGBT stał się szczególnie widocznym urządzeniem elektronicznym mocy w dziedzinie elektroniki mocy i jest coraz bardziej stosowany,więc test IGBT stał się szczególnie ważnyTest lGBT obejmuje test parametrów statycznych, dynamicznych, cyklu zasilania, test niezawodności HTRB itp. Najbardziej podstawowym testem w tych testach jest test parametrów statycznych.

Parametry statyczne IGBT obejmują głównie: napięcie progowe bramy-emitera VGE ((th), prąd przecieku bramy-emitera lGE, prąd odcięcia kolektor-emitera lCE, napięcie nasycenia kolektor-emitera VcE ((sat),wolne koła Spadek napięcia diody VF, kondensator wejściowy Ciss, kondensator wyjściowy Coss i kondensator odwrotnego przeniesienia Crsso tylko wtedy, gdy parametry statyczne IGBT są gwarantowane bez problemu,Czy parametry dynamiczne (czas przełączania, utrata przełączania, odwrotne odzyskanie diody swobodnego obrotu). , cykl mocy i niezawodność HTRB są testowane.

Trudności w testowaniu urządzeń półprzewodnikowych mocy IGBT

IGBT to kompozytowe urządzenie półprzewodnikowe zasilanie napędowe w pełni kontrolowane, składające się z BJT (bipolarny tranzystor) i MOS (izolowany tranzystor efekt pola bramy),który ma zalety wysokiej impedancji wejściowej i niskiego spadku napięcia przewodzenia; jednocześnie układ IGBT jest układem elektronicznym mocy, który musi pracować w środowisku wysokiego prądu, wysokiego napięcia i wysokiej częstotliwości,i ma wysokie wymagania dotyczące niezawodności chipaTo powoduje pewne trudności w testowaniu IGBT:

1. IGBT jest urządzeniem wieloprzewodowym, które wymaga jednoczesnego badania wielu przyrządów;

2. Im mniejszy prąd przecieku IGBT, tym lepszy i precyzyjny sprzęt jest wymagany do testowania;

3. Prąd wyjściowy IGBT jest bardzo silny i konieczne jest szybkie wstrzyknięcie prądu 1000A podczas badania i zakończenie pobierania próbek spadku napięcia;

4. napięcie oporowe lGBT jest wysokie, zazwyczaj waha się od kilku tysięcy do dziesięciu tysięcy woltów,i przyrząd pomiarowy musi być zdolny do badania wysokiego napięcia wyjściowego i nA poziomu prądu wycieku pod wysokim napięciem;

5Ponieważ IGBT działa pod silnym prądem, efekt samoogrzewania jest oczywisty, a w ciężkich przypadkach łatwo spowodować wypalenie urządzenia.Należy zapewnić sygnał pulsowy prądu na poziomie US, aby zmniejszyć efekt samoogrzewania urządzenia;

6Pojemność wejściowa i wyjściowa ma duży wpływ na wydajność przełączania urządzenia.Więc badania C-V są bardzo konieczne..

Precyzyjne rozwiązanie badania parametrów statycznych urządzenia półprzewodnikowego mocy IGBT

Precyzyjny system badań parametrów statycznych urządzeń zasilania IGBT integruje wiele funkcji pomiarowych i analitycznych i może dokładnie mierzyć parametry statyczne urządzeń półprzewodnikowych zasilania IGBT.Wspiera pomiar pojemności połączenia urządzenia zasilania w trybie wysokiego napięcia, takich jak pojemność wejściowa, pojemność wyjściowa, pojemność odwrotnej transmisji itp.

System badawczy IGBT

Precyzyjna konfiguracja układu badania parametrów statycznych urządzenia zasilania IGBT składa się z różnych modułów jednostek pomiarowych.Modułowa konstrukcja systemu może znacznie ułatwić użytkownikom dodanie lub ulepszenie modułów pomiarowych w celu dostosowania ich do stale zmieniających się potrzeb urządzeń pomiarowych mocy.

Zalety systemu "podwójnie wysoki"

- wysokie napięcie, wysoki prąd

Z możliwością pomiaru/wyjścia wysokiego napięcia, napięcie do 3500 V (maksymalnie rozszerzalne do 10 kV)

Z dużą zdolnością pomiaru/wyjścia prądu, prądu do 4000 A (wielu modułów równoległych)

- wysokiej precyzji pomiaru

nA poziom prądu wycieku, μΩ poziom oporu

00,1% dokładności pomiaru

- Konfiguracja modułowa

Różnorodne jednostki pomiarowe mogą być elastycznie konfigurowane zgodnie z rzeczywistymi potrzebami badań System rezerwuje przestrzenię do aktualizacji, a jednostki pomiarowe mogą być dodawane lub aktualizowane później

- Wysoka wydajność badań

Wbudowana specjalna matryca przełącznika, automatycznie przełączane obwody i jednostki pomiarowe zgodnie z przedmiotami badania

Wspieranie jednego klucza testowania wszystkich wskaźników krajowych standardów

- Dobra skalowalność

Wspieranie badań o normalnej temperaturze i wysokiej temperaturze, elastyczna dostosowanie różnych opraw

Kompozycja układu "magiczne kostki"

Precyzyjny system badań parametrów statycznych urządzenia zasilania IGBT składa się głównie z instrumentów badawczych, oprogramowania komputerowego hosta, komputera, przełącznika macierzowego, armatury, linii sygnałowych wysokiego napięcia i wysokiego prądu,itd.Cały system wykorzystuje niezależnie opracowany przez Proceed statyczny urządzenie testowe, z wbudowanymi jednostkami pomiarowymi o różnych poziomach napięcia i prądu.W połączeniu z samodzielnie opracowanym oprogramowaniem komputerowym hosta do sterowania hosta testowego, różne poziomy napięcia i prądu mogą być wybierane zgodnie z potrzebami projektu badawczego w celu spełnienia różnych wymagań badawczych.

Jednostka pomiarowa systemu hosta obejmuje głównie wysokoprecyzyjny pulsometr źródła pomiaru pulsu seryjnej Precise P, zasilacz pulsu wysokiego prądu seryjny HCPL,Jednostka pomiarowa źródła wysokiego napięcia serii E, jednostka pomiarowa C-V itp. Wśród nich do sterowania i testowania bramkami wykorzystywana jest wysokoprecyzyjna stacjonarna jednostka pomiarowa źródła impulsu serii P,i obsługuje maksymalnie 30V@10A impulsów wyjściowych i badańW celu badania prądu pomiędzy kolektorami i emiterami oraz diodami swobodnie biegnącymi wykorzystuje się silnik impulsowy o wysokim prądzie serii HCPL.wbudowane pobieranie próbek napięcia, jedno urządzenie obsługuje maksymalną moc impulsową 1000 A; jednostka badawcza źródła wysokiego napięcia serii E jest używana do badania napięcia i prądu przecieku między kolektorem a emiterem,i obsługuje maksymalne napięcie wyjściowe 3500VJednostki pomiarowe napięcia i prądu w systemie mają konstrukcję wielowymiarową o dokładności 0,1%.

Element testowy "jednoszytkowy" pełnego indeksu normy krajowej

Precise może teraz dostarczyć kompletną metodę testowania parametrów układu IGBT i modułu i może łatwo zrealizować test parametrów statycznych l-V i C-V, a wreszcie wyjść z raportu o arkuszu danych produktu.Metody te są jednakowo stosowane do szerokich półprzewodników SiC i GaN.

Roztwór zestawu statycznego do badań IGBT

W przypadku produktów IGBT z różnymi typami opakowań dostępnych na rynku Precise dostarcza komplet rozwiązań urządzeń, które mogą być wykorzystywane do testowania jedno rurki,Moduły półprzewodnikowe i inne produkty.

Podsumowanie

Prowadzone przez niezależne badania i rozwój, Precise jest głęboko zaangażowane w dziedzinę testowania półprzewodników i zgromadziło bogate doświadczenie w testowaniu IV.Wprowadziła kolejno liczniki źródeł prądu stałego., jednostki pomiarowe źródeł impulsu, mierniki źródeł impulsu wysokiego prądu, jednostki badawcze źródeł wysokiego napięcia i inne urządzenia badawcze, które są szeroko stosowane.laboratoria, nowa energia, energia fotowoltaiczna, energia wiatrowa, transport kolejowy, falowniki i inne scenariusze.