為了變流器可靠并聯(lián),分析應(yīng)急電源中的IGBT開關(guān)過程是十分必要。IGBT的開通和關(guān)斷過程曲線見圖1。
開通過程由4部分時間組成:
(1)從外加驅(qū)動脈沖到柵-射電壓充電到UGEth,稱為開通延遲時間td;
(2)集電極電流從0到90%穩(wěn)態(tài)值稱為電流上升時間tri,在td、tri時間內(nèi),柵-射極間電容在外施正電壓作用下充電,且按指數(shù)規(guī)律上升;
(3)MOSFET工作時漏-源電壓下降時間稱為tfv1;
(4)MOSFET和GTR晶體管同時工作時漏-源電壓下降時間稱為tfv2,在tfv1、tfv2這一時間段內(nèi)MOSFET開通,流過對GTR的驅(qū)動電流,柵-射極電壓基本維持IGBT完全導(dǎo)通后驅(qū)動過程結(jié)束。柵-射極電壓再次按指數(shù)規(guī)律上升到外施柵極電壓值。
從開通過程來看,IGBT可看作MOSFET驅(qū)動的GTR,其開通過程大部分時間是作為MOSFET來運行,其余時間作為MOSTET和GTR共同運行。
相應(yīng)地,IGBT關(guān)斷過程也可分為四個階段:
(1)向柵極施加負(fù)壓,MOSFET輸入電容放電,內(nèi)部PNP晶體管仍然導(dǎo)通,在最初階段里,關(guān)斷的延遲時間td和電壓UCE的上升時間trv;
(2)集電極電流下降到到10%穩(wěn)態(tài)值稱為電流下降時間tri;
(3)MOSFET的關(guān)斷過程用tfi1表示;
(4)tfi2由PNP晶體管中存儲電荷所決定,此時已建立了漏源電壓,下降時間越短越好。