电子元件应用注意事项-IGBT模块

1. IGBT模块的选定 ：
在使用IGBT模块的场合，选择何种电压，电流规格的IGBT模块，需要做周密的考虑。
1. 1. 电压规格:
IGBT模块的电压与所使用装置输入电源AC交流电源电压紧密相关。根据使用目的，请选择相应的元件。

元器件电压规格表：

交流电压(V) ：200V；220V；230V；240V

交流电压(V) ：350V；380V 415V；440V；575V

功率管最高耐压(V):600V

功率管最高耐压(V):1200V；1400V

1.2. 电流规格:
IGBT模块的集电极电流增大时，VCE(-)上升，所产生的额定损耗亦变大。同时，开关损耗增大，元器件发热加剧。因此，根据额定损耗，开关损耗所产生的热量，控制器件结温（Tj）在 120℃以下（通常为安全起见，以100℃以下为宜），请使用这时的集电极电流以下为宜。特别是用作高频开关时，由於开关损耗增大，发热也加剧，需十分注意。 一般来说，要将集电极电流的最大值控制在直流额定电流以下使用，从经济角度这是最值得推荐的。
2. 静电防护对策：
IGBT的VGE的保证值为±20V，在IGBT模块上加出了超出保证值电压的场合，由於会导致损坏的危险，因而在栅极-发射极之间不能超出保证值的电压，这点请注意。
此外，在栅极-发射极间开路时，若在集电极-发射极间加上电压，则随著集电极电位的变化，，由于有电流（i）流过，栅极电位升高，集电极则有电流流过。这时，如果在集电极-发射集间处于高电压状态时，有可能使芯片发热导致损坏。
在使用装置的场合，如果栅极回路不合适或者栅极回路完全不能工作时（栅极处于开路状态），若在主回路上加上电压，则IGBT就会损坏，为防止这类损坏情况发生，应在栅极一发射极之间跨接一只2K---10K左左的电阻为宜。
由于IGBT模块为MOS结构，对於静电就要十分注意。因此，请注意下面几点：
1. 在使用模块时，手持分装件时，请勿触摸驱动端子部份。
2. 在用导电材料连接驱动端子的模块时，在配线未布好之前请先不要接上模块。
3. 尽量在底板良好接地的情况下操作。
4. 当必须要触摸模块端子时，要先将人体或衣服上的静电用大电阻（ IMΩ左右）接地进行放电后，再触摸。
5. 在焊接作业时，焊机与焊槽之间的泄漏容易引起静电电压的产生，为了防止静电的产生， 请先将焊机处于良好的接地状态。
3. 电流限制值与VGE； Rg的依赖关系：
N系列IGBT模块，由于内装有电流限制回路，因此，可限制短路时的集电极电流，使模块能承受的极限电流值得以提高。这种限制电流值的大小与VGE及Rg值有关，即随著VGE变小或Rg变大，该值将变小。这时，应特别注意，要将装置中过电流容限值设定在该模块限制电流值之下方为安全。此外，电流限制电路仅有限制电流的作用，而无自身保护之功能。因此，为了防止模块在短路时遭到破坏，必须在模块外部能检测出短路状态·一旦有短路情况发生，应立即切断输入信号。
4. 保护电路设计 :
IGBT模块，因过电流，过电压等异常现象，有可能使其损坏。因此，根据这种异常现象可能出现，旨在保护器件安全。保护电路的设计，在使用IGBT模块时尤为重要。
这类保护电路，需对器件的特性充分了解，设计出与器件特性相匹配的保护电路是非常重要的，有时虽有保护电路，器件仍然被损坏也常发生。（例如，过电流时，切断时间太长，吸收回路电容容量过小等）
5. 散热设计:
取决于IGBT模块所允许的最高结温（Tj），在该温度下必须要做散热设计。为了进行散热设计，首先要计算出器件产生的损耗，该损耗使结温升至允许值以下来选择散热片。 当散热设计不充分场合，实际运行在中等水平时，也有可能超过器件允许温度而导致器件损坏。
6. 并联问题:
用于大容量逆变器等控制大电流场合使用IGBT模块时，可以使用多个器件并联。并联时，要使每个器件流过均等的电流是非常重要的，如果一旦电流平衡达到破坏，那么电流过于集中的那个器件将可能被损坏。 为使并联时电流能平衡，适当改变器件的特性及接线方法。例如：挑选器件的VCE(sat)相同的并联非常重要。

7. 驱动电路设计:

严格地说，能否充分利用器件的性能，关键取决於驱动电路的设计。此外，也与保护电路设计密切相关。要使器件处於开通状态时，驱动电路应为正向偏置，关断状态时，应为反向偏置，根据各自的设定条件，可以改变器件的特性。此处由於驱动电路的接线方法不同，器件有可能产生误动作。
8. 模块组装时的注意事项 :
在实际安装IGBT模块时，需特别注意如下几点：
1. 安装散热片时，在模块里面涂以热复合材料，并充分固定牢。另外冷却体原件安装表面的加工方面，要保持粗糙度在10μm以下，平面度在0-100mm以内。
2. 在模块电极端子部份，接线时请勿加过大的应力。
9. 保管及运输时的注意事项：
1. 保管
A. 保存半导体原件的场所的湿度，温度，应保持在常温常湿状态，不应偏离太大。常温的规定为5－35℃，常湿的规定为45—75％左右。特别是模块化功率半导体管的场合，在冬天特别干燥的地区，需用加湿机加湿。
B. 尽量远离产生腐蚀性气体或灰尘较多的场合。
C. 在温度发生急剧变化的场所装置表面含有结露水的情况出现，应避开这种场所，尽量放在温度变化小的地方。
D. 保管时，须注意不要在半导体器件上加重荷，特别是在堆放状态，需注意负荷不能太重，其上也不能加重物。
E. 外部端子，请在未加工的状态下保管。若有锈蚀，在焊接时会有不良的情况产生，所以要尽可能地避免这种情况。
F. 装部件的容器，需选用不带静电的容器。
2. 搬运
A. 请不要受下堕冲击。
B. 用包装箱运输大量器件时，请勿擦伤接触电极面，部件间应填充软性材料。
10. 其他现场使用时的注意事项 :
1. 使用 FWD而未使用照IGBT时（例如截波电路等），在未使用IGBT的 G-E间，请加上-5V以上的逆向偏置电压。
2. 在模块端子处测定驱动电压是否为符合要求的电压值。（在驱动电路中使用晶体管时的电压降变大，这将导致在模块上加不上所需要的VGE电压）。
3. 开、关时的浪涌电压等的测定，请在端子处测定。
4. 尽量远离有腐蚀性气体的场所。