IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）又稱絕緣柵雙極型晶體管，是一種結合了功率FET和功率晶體管優點的新型復合器件，主要介紹結構。IGBT的工作。后，分析并介紹了IGBT在UPS中的實際應用。年來，功率開關器件的新型IGBT已逐漸得到認可。各種電子功率設備相比，IGBT具有以下特性：高輸入阻抗，低成本通用驅動線，高速開關特性和低導通狀態。IGBT結合了MOSFET高輸入阻抗和GTR低壓降的優點。和電壓GTR降低，載流密度大，但驅動電流大，MOSFET驅動功率低，開關速度快，但導通電壓下降重要的是，載流密度低。IGBT結合了以上兩個器件的優點，即低動力和降低的飽和電壓，這是一種適用于中功率和高功率應用的電子功率器件。完整的性能而言，它具有明顯的優勢，非常適合600V DC電壓。及以上變頻器系統，如交流電動機，變頻器，開關電源，照明電路，牽引電動機等領域。文主要通過學習IGBT的結構特點和工作原理，介紹IGBT在UPS領域的實際應用。IGBT是一種由雙極晶體管（BJT）和MOSFET組成的器件，該器件將BJT電導調制效果引入VDMOS祖先漂移區，從而顯著改善了器件的導通特性。且具有MOSFET的高輸入阻抗。性IGBT的使用范圍基本上替代了傳統的功率晶體管。

　　緣柵雙極晶體管本質上是一種場效應晶體管，其結構與功率MOSFET的結構相似，不同之處在于，在MOSFET晶體管的漏極之間添加了一個附加的P 層。始電源和基材。圖2.1所示，采用N溝道絕緣柵絕緣柵雙極晶體管結構，將N 區稱為源極區，將與其相連的電極稱為源極。P 區稱為排水區。件的控制區域是柵極區域，附著在其上的電極稱為柵極。道在門區域的邊界附近形成。于漏極和源極之間的P型區域（包括P 和P區域）（在該區域中形成溝道）被稱為子溝道區域。于漏極區域另一側的P 區域稱為漏極注入器。是IGBT的獨特功能區域。用漏極區和子溝道區，將雙極PNP晶體管設計為用作發射器。極注入空穴并進行導電調制以降低設備的導通電壓。著在漏極注入區的電極稱為漏極。IGBT的開關功能包括通過添加正向柵極電壓并向PNP晶體管提供基極電流以激活IGBT來形成溝道。反，增加反向柵極電壓可消除溝道并削減基極電流以關斷IGBT。IGBT的控制方法與MOSFET基本相同，控制輸入極的N溝道MOSFET以獲得高輸入阻抗特性就足夠了。形成MOSFET溝道時，將P 基極中的空穴注入到N層中，并且對N層進行電導調制以減小N層電阻，從而IGBT具有低通狀態。電壓。壓IGBT的激活和去激活由柵極電壓控制，當柵極施加直流電壓時，電子載流子在下面P區域的點溝道中形成。極，并由發射器的N 區域支撐。過導電溝道注入N區可為IGBT中的PNP晶體管提供基極電流，從而激活IGBT。時，為了維持N區域的電平衡，P 區域注入空穴載流子作為N區域，并以更高的載流子濃度即調制來維持N區域。源電阻還使IGBT在導通狀態下具有較低的電壓降。在柵極上施加負電壓時，MOSFET通道消失，PNP晶體管的基極電流被切斷，IGBT被關閉。2.2顯示了IGBT的常見電氣符號，其等效電路如圖2.3所示，該圖表明，如果在IGBT的G柵極和E發射器之間施加正電壓，則MOSFET為激活，以便PNP集電極C和晶體管的基極處于低電阻狀態以將其導通：如果IGBT的柵極和發射器之間的電壓為0V，則MOS被禁用，并且PNP晶體管的基極電流供應被切斷，因此該晶體管被關斷。IGBT是一種類似于MOSFET的壓控設備，在其柵極G和發射極E之間施加了約10伏的直流電壓。有uA級的泄漏電流循環，實際上沒有消耗消耗能量。
　　IGBT的靜態特性主要包括伏安特性，傳遞特性和開關特性。將源極柵極電壓Ugs用作參數時，IGBT的伏安特性是漏極電流與柵極電壓之間的關系。出漏極電流由柵極-源極電壓Ugs控制。值越高，直徑越大。類似于GTR的輸出特性。也可以分為飽和區1，擴大區2和擊穿特性部分3。IGBT狀態下，處于截止狀態，正向電壓由結J2支撐，而反向電壓為結點J2。結點J1支持。果沒有N 緩沖器，電纜則正向和反向阻斷電壓可以處于同一水平。
　　加N 緩沖器后，反向停止電壓只能達到數十伏，從而限制了IGBT的應用范圍。IGBT的傳遞特性是輸出漏極電流Id和柵極-源極電壓Ugs之間的關系。具有與MOSFET相同的傳輸特性：當柵極-源極電壓低于激活電壓Ugs（th）時，IGBT被停用。IGBT激活后，Id在大多數漏極電流范圍內與Ug呈線性關系。極和柵極之間的最大電壓受到最大漏極電流的限制，最佳值通常約為15V。啟動過程中，大部分時間將IGBT用作MOSFET，除了在漏極-源極電壓降Uds的最后一步中，PNP晶體管從放大區域放大。
　　到延遲時間。Td（啟用）是當前斜坡時間的啟動延遲和排序。極電流激活時間通常在實際應用中表示為td（on）排序的總和。極-源極電壓的下降時間由tfe1和tfe2組成。IGBT的觸發和斷電需要門和基座之間的直流電壓和負電壓，這??可以由不同的控制電路產生。擇這些驅動器時，它們應基于以下參數：設備斷電時的極化要求，電網負載要求，強度要求和功率要求。于IGBT的柵極-發射極阻抗很重要，因此可以使用MOSFET驅動技術進行跳閘，但是IGBT的輸入電容大于MOSFET的輸入電容，因此IOS的極化為IGBT應該高于許多MOSFET驅動器提供的IGBT。IGBT斷電時，漏極電流的波形變為兩段。于MOSFET停用后，PNP晶體管的存儲電荷難以快速消除，因此漏極電流的最終電流很長，td（off）是截止時間的延遲時間，而trv是上升時間電壓Uds（f）。實際應用中通常給出的漏極電流的下降時間Tf由圖中的兩個部分t（f1）和t（f2）組成，漏極電流停用時間t（off）= td（off）。） trv十個t（f），其中td（off）和trv之和也稱為存儲持續時間。UPS中使用的功率設備包括雙極型功率晶體管，功率MOSFET，晶閘管和IGBT。IGBT具有以下優點：功率MOSFET易于操作，控制簡單，開關頻率高且功率晶體管的激活電壓低。電流流動和使用IGBT的優點是UPS電源設計的首選。UPS具有在線和在線交互式備份的三種主要類型：獨立的旁路開關，AC / DC整流器，充電器，DC / AC轉換器和其他系統。作原理如下：通常，AC / DC整流器以直流電對交流電進行整流，同時為電池充電，然后通過DC / AC轉換器將其轉換為標準正弦波AC。扇區異常時，電池為轉換器供電。生故障時，輸出切換為旁路。聯的逆變器輸出是最穩定的電壓和頻率，為用戶提供了高質量的正弦波功率。路開關通常使用繼電器和晶閘管。電器廣泛用于中小型功率逆變器。點是控制簡單且成本低，缺點是繼電器具有轉換時間，并且機電裝置的壽命也成問題。閘管通常用于中型和大型功率逆變器。點是控制電流很重要，并且沒有開關時間。是，缺點是控制很復雜，并且由于晶閘管的觸發特性，在觸發觸發之后，在反向偏置之后它會被停用，這將產生高達10 ms的循環電流。
　　UPS的整流電路分為普通橋式整流器，SCR可控相位整流器和高頻功率因數校正整流器PFC。統整流器的基頻為50 Hz，密度更高，隨著UPS技術的發展以及各國對功率輸入功率因數的要求，帶有功率因數校正PFC的UPS PFC電路的基本工作頻率至少為20KHZ。波器電感和濾波電容器的體積大大減小。需添加諧波濾波器，輸入功率因數最高可達0.99。IGBT通常用作PFC電路中的電源設備，使用IGBT的PFC整流器高效而強大。容量和綠色環保的好處。UPS充電器通常用于反激式，BOOST升壓和半橋系統。管IGBT可用于大電流充電器中以進行功率控制，從而實現高效率和高負載電流。率高于KVA的在線逆變器幾乎將IGBT用作逆變器部分的電源，并且通常使用全橋電路和半橋電路。用IGBT整流技術的IGBT電源的優點顯而易見：由于大功率相位整流電路的當前功率因數校正通常是功率因數的無源補償，因此6脈沖整流沒有過濾器的只有0.65左右。12個脈沖的校正量僅約為0.9，且濾波器體積大且笨重。過使用IGBT磨削技術，逆變器的電源重量輕，拓撲簡單，穩定性更高。其他電路拓撲和逆變器電源相比，它具有較低的諧波電流值，可以適應各種負載，對負載和負載沒有影響，幾乎沒有組件很小，只需要很小的放置空間就不會產生共振。量過大和整體可靠性高的風險。用IGBT磨削技術，電纜逆變器電源保護是雙向的，既保護負載又保護電網。種電氣設備和功率設備產生的諧波電流會污染電網，這也是一種基于非線性功率的設備，還會產生諧波污染和無功功率。用IGBT磨削技術的逆變器電源可以減少自身的電網污染，以及電網負載的諧波污染并校正功率因數。于采用了IGBT研磨技術，用戶可以估計逆變器的電源是位于逆變器電源后部的純正弦波，使其成為網絡的理想目標。上，詳細分析了IGBT功率電子器件的結構特點和工作原理，并介紹了IGBT在逆變器電源中的應用。美理解IGBT的工作特性和UPS電源的好處，隨著半導體技術的不斷發展，智能化和模塊化將成為IGBT發展的熱點。成的專用IGBT控制電路將改善其性能。機的可靠性更高，從而加速了IGBT的發展。
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