[实用新型]一种IGBT缓冲吸收电路

说明书

技术领域

本实用新型属于晶体管技术领域，特别涉及一种IGBT缓冲吸收电路。

背景技术

绝缘栅双极晶体管（IGBT）具有易于驱动、开关频率高、通态电压低、损耗小的优点，是电力电子领域的核心开关器件，在UPS、光伏等逆变电路中得到越来越广泛的应用。IGBT工作时开关频率较高，由于主电路存在杂散电感和IGBT元件内部的分布电感，IGBT关断时会产生高于母线直流电压的电压尖峰。该尖峰使得开关损耗增大，易导致IGBT损坏，影响产品可靠性。

为了保证IGBT的正常工作，提高逆变器电路工作可靠性，设计一种IGBT的缓冲吸收电路，用以吸收IGBT关断尖峰电压，是十分必要的。

现有技术中常用的充放电型吸收电路有RC型吸收电路和RCD型吸收电路，如图1所示。RC型吸收电路中，在IGBT关断时，通过电阻R给电容C充电来吸收尖峰电压，IGBT导通时，电容C通过电阻R放电。RCD型吸收电路中，在RC型的基础上，电阻R两端并联二极管，使得在尖峰电压到来时，二极管D导通，电容C充电吸收更迅速，克服了RC电路的过冲电压，在IGBT导通时电容C通过电阻放电。

然而，针对RC型吸收电路中，电容C的充电电流在电阻R上产生压降，会造成过冲电压。而用于大容量IGBT时，导通时放电电流（R值一般不大）导致集电极电流过大，使IGBT性能受到一定限制。

对于RCD型吸收电路中，快恢复二极管D在微秒级内不能有效导通，尖峰电压将作用在IGBT上一段时间后，才由电容C充电吸收，IGBT过压吸收较慢。且电容C两端电压较高，整个周期RCD电路消耗功率大，很容易造成对IGBT的损伤。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种IGBT缓冲吸收电路，解决了现有技术中电路导通充放电时尖峰电压高对IGBT容易损坏的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种IGBT缓冲吸收电路，包括IGBT开关、电阻、电容、二极管和压敏电阻；其中，所述电容与所述二极管串联，与所述压敏电阻并联，在与所述电容串联，形成部件后，最后与所述IGBT开关并联。

进一步地，所述二极管为快恢复二极管。

本实用新型提供的IGBT缓冲吸收电路，通过压敏电阻，其阻值在纳秒级速度迅速减小，在很短时间内电容充电吸收尖峰电压，能很好的保护IGBT管。一个周期内缓冲电阻消耗功率为P=V²/4R，比一般RCD型吸收电路损耗更小。

附图说明

图1为现有技术提供的RC型的IGBT缓冲吸收电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的IGBT缓冲吸收电路结构示意图。

具体实施方式

参见图2，本实用新型实施例提供的一种GBT缓冲吸收电路，包括IGBT开关、电阻、电容、二极管和压敏电阻；其中，电容与二极管串联，与压敏电阻并联，在与电容串联，形成部件后，最后与IGBT开关并联，通过将压敏电阻Z与电阻和二极管缓冲吸收结合，提高电压尖峰吸收速度保护IGBT的同时，降低了缓冲电阻的损耗。

在本实用新型实施例中，IGBT是指绝缘栅双极型晶体管，由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

压敏电阻（Varistor）是指在一定电流电压范围内电阻值随电压而变化的半导体电阻器。通常电压越大阻值迅速减小，也称“突波吸收器。

其中，二极管为快恢复二极管，选用标称电压合适，相应时间为纳秒级，通流容量较大的压敏电阻Z，电路中各器件连线尽量短，以降低分布电感。

如图2，在电阻R与快恢复二极管D、电感L串联后，与压敏电阻Z并联，再与吸收电容C串联。其中，选用标称电压合适，相应时间为纳秒级，通流容量较大的压敏电阻Z，选择高频特性好的无感电容器（如高频低感聚乙烯或聚丙烯电容、陶瓷电容）作为缓冲吸收电容C，选择正向电压低、反向恢复时间短、反向恢复特性软的缓冲二极管D，R选用氧化膜无感电阻。进行装配时，电路中各器件连线尽量短而粗，以降低分布电感。