单管IGBT可靠性的猜想及讨论

我先抛砖引玉吧，引高手出来支招。

抛出风机散热器管子本身不讲，缓冲电路和驱动电路就显得格外重要。

理论上讲，为了减少开关损耗IGBT驱动波形上升和下降沿因尽量陡峭，

但是开关速度过快会引起大的尖峰，尤其是感性负载，那么就要略微放慢一下关断速度。

拿典型的四只单管机来讲，主流管子是40N120 60N100 据说英飞凌的T用不住？？没用过不敢妄言

此图是成都某公司专为单管机设计的线路板的驱动，其中VD1旁路R1加速IGBT开通速度，R1为栅极电阻，10R R2为10K防止栅极悬空和空间信号使IGBT损坏，VS1 2钳位栅极开通OR关断电压。这个电路应该是开通时，电流经VD及R1充电，电位钳制于VS2，关断时VD截至，经R1放电关断，那么这个电路的开通速度是大于关断速度的，可见IGBT开通需要快一些，关断时则需要考虑电压尖峰。

北京的许工推荐驱动为开通10R 关断15R。

方法是一个15R电阻和一个二极管串联，然后和15R电阻并联，二极管极性为关断时截至，等效开路一个电阻。

再说说缓冲电路，缓冲电路基本上是目前主流是RC，我在维修机器的时候因为没40N120用60N100代替，但是可靠性有所下降，40和60缓冲电路应有不同，先说下缓冲电容和电阻的作用，理论上讲电容容量越大，吸收过电压效果越好，但是更容易引起震荡，且不能在有限时间内完成放电既影响下一次吸收效果固影响IGBT频率的提高及吸收效果，且成本有所增加并且不利于安装，

电阻，电阻越小吸收效果越好，但是会加大IGBT负担，发热。

另在直流母线正负俩端并联突波吸收电容效果很好。

由此可见，在使用40和60的时候60的缓冲电阻应小于40电阻。电容可取相同合适参数（频率相同的情况下）。

40缓冲电路应注意不要加大IGBT电流负担，60则更应该过压这一块。

暂时想到这么多，有错误及不足之处还望指出，以免误导别人。

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美丽的丹东

LV.3

2012-07-09 11:43

请版主移至焊接专区

ZX710086

LV.5

2012-07-09 17:17

因为60N100的频率只能做到18K

所以说肯定用不住

美丽的丹东

LV.3

2012-07-09 17:59

@ZX710086

因为60N100的频率只能做到18K所以说肯定用不住

何以见得？60温升是个问题

美丽的丹东

LV.3

2012-07-09 18:05

以20K 漏感10uh 匝比9电流300为例，参考C22n R20

美丽的丹东

LV.3

2012-07-09 18:57

还有种不带D的40N120，如果没有寄生管，当一桥臂关断时，另一桥臂会被反向击穿，不带D的管子应该不适用于全桥逆变

272212100

LV.6

2012-07-09 22:12

@美丽的丹东

还有种不带D的40N120，如果没有寄生管，当一桥臂关断时，另一桥臂会被反向击穿，不带D的管子应该不适用于全桥逆变

不懂，顶下

jiaoaibing2011

LV.3

2012-07-10 09:27

不能光看原理，还要看驱动波形，能发个图给看一下吗？

mikle8882000

LV.1

2012-07-10 10:01

A,WSM160,200 (最好是无锡厂家)
B,WS160,200,300,400 (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)
C,ZX7160,200,300 (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)
D,WSE200,315 (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)
E,NBC200Y,250F (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)
F,LGK40,60,100 (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)
G,ZX7400 单管IGBT (最好是安徽或者山东厂家)
H,NBC350,500 (最好是山东厂家)
备注：产品质量必须达到中高档水平，价格合理，非常朋友多发表意见，非非常紧急，十分感谢！



敬请留言报价,或留联系方式QQ707866189，加为好友答案为13511288165

美丽的丹东

LV.3

2012-07-10 22:25

@ZX710086

因为60N100的频率只能做到18K所以说肯定用不住

我的想法是这样的，既然60只能做到18K 那么40主流就是20K，为什么60会比40低呢，肯定不会是内部工艺有根本性的不同，影响IGBT工作的频率主要一个原因是功率损耗，功率损耗来源于IGBT电荷拖尾（

IGBT的GTR是利用基区N型半导体，在开通时；通过施加基极电流，使之转成P型，将原来的PNP型阻挡区变为P-P-P通路。为保证可靠导通；GTR是过度开通的完全饱和模式。

所谓基区储存效应造成的拖尾；是由于GTR过度饱和，基区N过度转换成P型。在关断时；由于P型半导体需要复合成本征甚至N型，这一过程造成了器件的拖尾。

）。功率损耗，这里就说开关损耗，即是开关瞬时及续流二极管徐留期间的电压乘以电流再在时间上积分，如果缓冲电路相同，电路结构及额定工作电流一样，理论上应该是可以做到相同的工作频率，所以60频率做不过40频率的情况只有一种，就是60你用的电流比40大了，而我说的60去代换40明显除了管子，其他参数无变动，我猜测，60代换40后可靠性降低的可能性，就是耐压低。

272212100

LV.6

2012-07-10 22:28

@mikle8882000

A,WSM160,200 (最好是无锡厂家)B,WS160,200,300,400 (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)C,ZX7160,200,300 (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)D,WSE200,315 (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)E,NBC200Y,250F (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)F,LGK40,60,100 (最好是深圳厂家,要求稳定性能达JIASHI焊机的90%以上)G,ZX7400单管IGBT (最好是安徽或者山东厂家)H,NBC350,500 (最好是山东厂家) 备注：产品质量必须达到中高档水平，价格合理，非常朋友多发表意见，非非常紧急，十分感谢！敬请留言报价,或留联系方式QQ707866189，加为好友答案为13511288165

那不如找佳士好了

美丽的丹东

LV.3

2012-07-10 22:31

@美丽的丹东

我的想法是这样的，既然60只能做到18K那么40主流就是20K，为什么60会比40低呢，肯定不会是内部工艺有根本性的不同，影响IGBT工作的频率主要一个原因是功率损耗，功率损耗来源于IGBT电荷拖尾（IGBT的GTR是利用基区N型半导体，在开通时；通过施加基极电流，使之转成P型，将原来的PNP型阻挡区变为P-P-P通路。为保证可靠导通；GTR是过度开通的完全饱和模式。所谓基区储存效应造成的拖尾；是由于GTR过度饱和，基区N过度转换成P型。在关断时；由于P型半导体需要复合成本征甚至N型，这一过程造成了器件的拖尾。）。功率损耗，这里就说开关损耗，即是开关瞬时及续流二极管徐留期间的电压乘以电流再在时间上积分，如果缓冲电路相同，电路结构及额定工作电流一样，理论上应该是可以做到相同的工作频率，所以60频率做不过40频率的情况只有一种，就是60你用的电流比40大了，而我说的60去代换40明显除了管子，其他参数无变动，我猜测，60代换40后可靠性降低的可能性，就是耐压低。

陡峭的开通，关断波型能减少开关功率损耗，

开通速度受开关承受di/dt影响，

关断速度受开关承受dv/dt影响。

一般应用IGBT的开通速度相对于关断速度快。

美丽的丹东

LV.3

2012-07-10 22:34

@ZX710086

因为60N100的频率只能做到18K所以说肯定用不住

而且也没有18K那么绝对吧，软开关，主回路串联，都可以提高工作频率

美丽的丹东

LV.3

2012-07-10 22:44

@美丽的丹东

何以见得？60温升是个问题

综上所述，降低IGBT工作频率，会减少IGBT开关功率损耗总量，简单点说，发热减轻，

合理的开通关断速度，

合理的缓冲电路，可以吸收过电压尖峰，等效加大IGBT结电容减少振铃频率，承担一部分损耗，考虑实际电路应用，电容参数的选择应保证缓冲电路的功率在100W之内。

足够大面积的散热片。

好的风机。。

正激

LV.5

2012-07-11 02:01

@美丽的丹东

仙童60N100与40N120标称电流(100度)几乎一样,外形也都是264封装,但60内部的反向二极管容量小且恢复速度慢,更重要是60的芯片功率(热容)小,只有180W,而40达到500W,所以60是命中注定的娇气管,要格外关照才行.其1000V的耐压已足够,个人认为加大RC主要是能更多转移60 的热量,让它热的慢一点,因为它的芯片受热能力有限只有180W,而且是在25度水冷条件下的

正激

LV.5

2012-07-11 02:14

@正激

仙童60N100与40N120标称电流(100度)几乎一样,外形也都是264封装,但60内部的反向二极管容量小且恢复速度慢,更重要是60的芯片功率(热容)小,只有180W,而40达到500W,所以60是命中注定的娇气管,要格外关照才行.其1000V的耐压已足够,个人认为加大RC主要是能更多转移60的热量,让它热的慢一点,因为它的芯片受热能力有限只有180W,而且是在25度水冷条件下的

60的价格只有40的一半,20K情况下用2个60代一个40在温升方面有明显优势

美丽的丹东

LV.3

2012-07-11 12:02

@正激

60的价格只有40的一半,20K情况下用2个60代一个40在温升方面有明显优势

嘿嘿，同意你的意见，俩个60确实减少发热，不过我个人对您的部分意见有点不一样的看法，，加大RC主要还是起吸收过电压的作用，浪涌是一个阻尼震荡，RC能有效的降低过电压上升速度，及衰减震荡，　　因为二极管续流有一个正向恢复延时，会产生暂态压降，所以限制浪涌上升速度很重要，当然，RC确实会减轻开关损耗。

我还是坚持RC以吸收过电压为主

另外RC减少关断损耗，一部分损耗由RC消耗掉，但同时在开通的时候是会引起集电极电流增加的。

田亚松副教授有一个数学模型，理论上在合理的参数下能达到续留期间续留二极管不导通。

正激

LV.5

2012-07-11 13:07

@美丽的丹东

嘿嘿，同意你的意见，俩个60确实减少发热，不过我个人对您的部分意见有点不一样的看法，，加大RC主要还是起吸收过电压的作用，浪涌是一个阻尼震荡，RC能有效的降低过电压上升速度，及衰减震荡，　　因为二极管续流有一个正向恢复延时，会产生暂态压降，所以限制浪涌上升速度很重要，当然，RC确实会减轻开关损耗。我还是坚持RC以吸收过电压为主另外RC减少关断损耗，一部分损耗由RC消耗掉，但同时在开通的时候是会引起集电极电流增加的。田亚松副教授有一个数学模型，理论上在合理的参数下能达到续留期间续留二极管不导通。

通过优化PWM控制与优化主变及主回路,减小RC甚至不用RC才是王道

美丽的丹东

LV.3

2012-07-11 14:07

@正激

通过优化PWM控制与优化主变及主回路,减小RC甚至不用RC才是王道

漏感=0 一切问题都不再是问题，可惜只能是个美丽的愿望啊

znl52013148

LV.3

2012-07-11 16:10

@272212100

那不如找佳士好了

还要价格，最好是佳士的10%

znl52013148

LV.3

2012-07-11 16:15

@znl52013148

还要价格，最好是佳士的10%

说不定就是套价格的，报价也不能一定要焊机，千万不能说实价，哈哈

正激

LV.5

2012-07-11 19:34

@美丽的丹东

[图片]漏感=0 一切问题都不再是问题，可惜只能是个美丽的愿望啊

个人认为主回路结构好,主变初次偶合好且漏感小到一定程度,有直流母线上并的C加上60自身C的吸收作用就不必担心过压了,主要防止IGBT的热失控毛病,目前市场上8个60N100做的315机器(无RC)还可以啊

美丽的丹东

LV.3

2012-07-12 11:31

@正激

3525没有检测偏磁的功能，抗偏磁全依赖隔直电容，隔直电容越小效果越好，但是限制了输出功率，越大对输出功率影响越小但是抗偏磁的效果也就较差（大的隔直电容其实抗偏磁的效果是很有限的），很矛盾，功率越大这个矛盾就越大，3846有这个功能，再用大一点的隔直电容辅助，现在来看3846对大功率全桥逆变是很合适的PWM控制器，那么是不是就是说3525不适合做大功率机器，或者说不适合做大功率全桥。正激兄弟，你怎么看

美丽的丹东

LV.3

2012-07-12 11:41

@正激

北京时代以841和57959L避开了这个矛盾，部分厂家以半桥避开，但是半桥有弱点，57959在硬开关这种高噪声的环境中的缺点又是显而易见的。题外话：北京时代的钣金很皮实很有爱，赞一个

正激

LV.5

2012-07-12 15:15

@美丽的丹东

3525的说明书上有逐波限流能力,也就是说能实现电流型PWM 控制,实际也早有运用,如常见的3525+339准电流型方式,主变初级电流互感信号通过339与给定信号比较,令3525实时限制每个脉冲的宽度,迫使主变磁通伏秒平衡,主变初级电流正负脉宽很快趋向一致,也就不偏磁了.这种方式也不允许隔直电容存在了

3846是典型的电流型PWM控制器,其内部具有电流比较器,反应更快

3525或3846只是PWM信号源,与主电路功率无关啊

美丽的丹东

LV.3

2012-07-12 15:20

@正激

3525的说明书上有逐波限流能力,也就是说能实现电流型PWM控制,实际也早有运用,如常见的3525+339准电流型方式,主变初级电流互感信号通过339与给定信号比较,令3525实时限制每个脉冲的宽度,迫使主变磁通伏秒平衡,主变初级电流正负脉宽很快趋向一致,也就不偏磁了.这种方式也不允许隔直电容存在了3846是典型的电流型PWM控制器,其内部具有电流比较器,反应更快3525或3846只是PWM信号源,与主电路功率无关啊

知道于主电功率无关，但是隔直电容于主电功率是有关的，我的意思是，在3525无法抑制偏磁的时候，只依靠隔直电容的时候，功率被限制住了。

美丽的丹东

LV.3

2012-07-12 15:25

@美丽的丹东

知道于主电功率无关，但是隔直电容于主电功率是有关的，我的意思是，在3525无法抑制偏磁的时候，只依靠隔直电容的时候，功率被限制住了。

兄弟的见解着实让我大开眼界。

美丽的丹东

LV.3

2012-07-12 15:35

@正激

3525的说明书上有逐波限流能力,也就是说能实现电流型PWM控制,实际也早有运用,如常见的3525+339准电流型方式,主变初级电流互感信号通过339与给定信号比较,令3525实时限制每个脉冲的宽度,迫使主变磁通伏秒平衡,主变初级电流正负脉宽很快趋向一致,也就不偏磁了.这种方式也不允许隔直电容存在了3846是典型的电流型PWM控制器,其内部具有电流比较器,反应更快3525或3846只是PWM信号源,与主电路功率无关啊