IGBT技术在UPS设备中的应用.pdf

Information Technology 信息科技 IGBT技术在UPS设备中的应用 胡 波 中国联合网络通信有限公司济南市分公司，山东济南 250000 摘 要 IGBT （Insulated Gate Bipolar Transistor），中文名称为：绝缘栅极型功率管。它和传统的晶闸管等 器件相比，虽然在电路中起到的作用大致相同，但 IGBT的核心优势在于，它的驱动功率小、饱和压降低、开关频 率极高，这些都是各应用领域所迫切需求的。随着IGBT技术的日趋成熟，越来越多的UPS产品采用了基于PFC技 术的IGBT 高频整流技术，整机实现了全数字化DSP控制。与传统的12脉冲机型相比，采用IGBT整流技术的UPS 机型具有运行成本低廉、输入特性稳定、优化电网参数、便于设备小型化等优点。 关 键 词 IGBT技术；UPS设备 ；应用 中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708 （2014）111-0207-02 1 IGBT 技术的基本原理 UPS 机型具有运行成本低廉、输入特性稳定、优化电网参数、 IGBT 实际上是由垂直功率金属—氧化层半导体场效晶体 便于设备小型化等优点。 管进化、发展而来的一种产物。众所周知 ，在电路中实现一个 较高的击穿电压时需要一个源漏通道 ，而且这个通道需要具有 很高等级的电阻率才能实现 ，因而造成了以往的金属—氧化层 半导体场效晶体管具有 RDS (on) 数值高的特征 ，IGBT 很好的 消除了现有功率场效晶体管的这些弱点。尽管经过技术改良的 功率场效晶体管在很大程度上改进了RDS (on) 特性 ，但是其功 率导通损耗等参数仍然要比采用 IGBT 技术的元件高出很多。 2 IGBT 技术的进化与发展 上世纪 70 年代末 ，金属—氧化层半导体栅功率开关器件 结构图 问世 ，它通常被看做是 IGBT 的先驱。虽然这种元件在结构上 结构图 和功能上与后来的 IGBT 元件有着天壤之别 ，但它在技术特性 3 UPS 设备采用 IGBT 技术的优点 近几年,随着科技的发展，适用于大电流、高电压工况的IGBT元件已模块化 上却已经具备了 IGBT 技术的雏形。 生产。它的驱动电路也已由集成化的IGBT专用驱动电路替代了原有的由分立元件 3.1 运行成本低廉 ，全面符合节约型社会的要求 构成的驱动电路。这种模块化的IGBT元件与它的前代产品相比，具有体积小、可 80 年代初期 ，用于功率金属—氧化层半导体场效晶体管 靠性高、性能更好等诸多优点。 整流器部分选用先进的大功率 IGBT器件，高频PWM 波驱动， 制造的 dmo