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模块的使用和安装

 

一、             前言

依据装置负载的工作电压和额定电流以及使用频率,选择合适规格的模块.用户使用模块前请详细阅读模块参数数据表,了解模块的各项技术指标;根据模块各项技术参数确定使用方案,计算通态损耗和开关损耗,选择相匹配的散热器及驱动电路。

 

二、IGBT模块及快恢复二极管模块的使用

1.     防止静电

     IGBT是静电敏感器件,为了防止器件受静电危害,应注意以下两点:

·         IGBT模块驱动端子上的铜环是防静电导电管,用户用接插件引线时取下套管立即插上引线;在无防静电措施时,不要用手触摸驱动端子。

·         焊接器件时,设备或电烙铁一定要接地。

   2.选择和使用

·         请在产品的绝对最大额定值(电压、电流、温度等)范围内使用,一旦超出绝对最大额定值,可能损坏产品,特别是IGBT外加超出VCES的电压时可能发生雪崩击穿现象从而使元件损坏,请务必在VCES的绝对额定值的范围内使用!工作频率愈高,工作电流愈小;基于可靠性的原因,必须考虑安全系数。如果使用前需要测试请务必使用适当的测试设备,以免测试损坏(特别是IGBT和FRED模块需要专业的测试设备,请勿使用非专业的设备测试其电压的最大值)。

·         驱动电路:由于IGBT Vce(sat) 和短路耐量之间的折衷关系,建议将栅极电压选为+VG=13±10%V,-VG=5~10V,要确保在模块的驱动端子的驱动电压和波形达到驱动要求;栅极电阻与IGBT 的开通和关断特性密切相关,Rg小时开关损耗减少,开关时间减少,关断脉冲电压增加;应根据浪涌电压和开关损耗间最佳折衷(与频率有关)选择合适的Rg 值,一般选为10Ω至27Ω之间。为防止栅极开路,建议靠近栅极与发射极间并联20K~30KΩ电阻。驱动布线要尽量短且采用双绞线;在电源合闸时请先投入驱动控制部分的电源,使其完全动作后再投入主电路电源。

·         保护电路:IGBT 模块使用在高频时布线电感容易产生尖峰电压,必须注意减少布线电感和元件的配置,应注意以下保护项目:①过电流保护 ②过电压保护 ③栅极过压及欠压保护 ④安全工作区 ⑤过热保护

·         吸收电路: 由于IGBT开关速度快,容易产生浪涌电压,所以必须设有浪涌钳位电路。

·         并联使用: 应考虑栅极电路、线路布线、电流不平衡和器件之间的温度不平衡等问题。

·         使用时请避开产生腐蚀气体和严重尘埃的场所。

 

三、晶闸管和整流二极管的使用

·         根据负载的工作电压和额定电流,选取合适规格的模块.一般选取的模块电流应为负载电流的1.5~2倍.

·         过流保护可采用外接快速熔断器和快速过电流继电器或电流传感器的方法.

·         过压保护可采用与晶闸管并联的阻容吸收回路或用压敏电阻吸收过电压.

 

四、安装

·            散热器应根据使用环境及模块参数进行匹配选择,以保证模块工作时对散热器的要求。

·            散热器表面的光洁度应小于10mm,每个螺丝之间的平面扭曲小于10mm。为了减少接触热阻,推荐在散热器与模块之间涂上一层很薄的导热硅脂,模块均匀受力后,从模块边缘可看出有少许导热硅脂挤出为最佳.如果散热器表面的光洁度或是安装力矩和方法不当,尤其是底板为DBC基板(无铜板)的模块可能会造成模块的内部芯片与外部散热器绝缘的陶瓷基板破裂,从而使模块绝缘破坏。

·                 模块安装在散热器上时,螺钉需用说明书中给出的力矩拧紧。力矩不足导致热阻增加或运动中出现螺钉松动。力矩过大可能损坏模块外壳或是破坏模块绝缘;

·               仅安装一个模块时,装在散热器中心位置,使热阻效果最佳。

·               安装几个模块时,应根据每个模块发热情况留出相应的空间,发热大的模块应留出较多得空间。

·               两点安装紧固螺丝时,先依次紧固额定力矩的1/3,然后反次达到额定力矩。

·               四点安装和两点安装类似,IGBT长的方向顺着散热器的纹路。紧固螺丝时,依次对角紧固1/3额定力矩,然后反次达到额定力矩。

·               使用带纹路的散热器时,IGBT长的方向顺着散热器的纹路,以减少散热器的变形。两只模块在一个散热器上安装时,短的方向并排摆放,中间留出足够的距离,主要是风机散热时减少热量迭加,容易散热,最大限度发挥散热器的效率。二是模块端子容易连接,有利于减少杂散电感,尤其高频使用时更重要。

·               在连接器件时,连接模块的母线排不能给模块主端子电极造成过大的机械和热应力,以免模块电极的内部焊接断裂或电极端子发热在模块上产生过热。

 

 

 

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