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通俗易懂地了解IGBT

更新时间：2019-11-30 11:49:15 大小：162K 上传用户：xuzhen1查看TA发布的资源 标签：igbt 下载积分：0分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

“IGBT是什么?都在哪里有应用?”

从功能上来说， IGBT 就是一个电路开关，用在电压几十到几百伏量级、电流几

十到几百安量级的强电上的。(相对而言，手机、电脑电路板上跑的电电压低，

以传输信号为主，都属于弱电。)可以认为就是一个晶体管，电压电流超大而已。

家里的电灯开关是用按钮控制的。IGBT 不用机械按钮，它是由计算机控制的。

具体点说， IGBT 的简化模型有3 个接口，有两个(集电极、发射极)接在强电电

路上，还有一个接收控制电信号，叫作门极。给门极一个高电平信号，开关(集

电极与发射极之间)就通了;再给低电平信号，开关就断了。给门极的信号是数字

信号(即只有高和低两种状态)，电压很低，属于弱电，只要经过一个比较简单的

驱动电路就可以和计算机相连。实际用的“计算机”通常是叫作DSP 的微处理器，

擅长处理数字信号，比较小巧。

这种可以用数字信号控制的强电开关还有很多种。作为其中的一员， IGBT 的特

点是，在它这个电流电压等级下， 它支持的开关速度是最高的， 一秒钟可以开关

几万次。GTO 以前也用在轨道交通列车上， 但是GTO 开关速度低，损耗大，现

在只有在最大电压电流超过IGBT 承受范围才使用;IGCT 本质上也是GTO，不

过结构做了优化，开关速度和最大电压电流都介于GTO 和IGBT 之间;大功率

mosFET 快是快，但不能支持这么大的电压电流，否则会烧掉。


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通俗易懂地了解 IGBT  
“IGBT是什么?都在哪里有应用 ?”  
从功能上来说， IGBT 就是一个电路开关，用在电压几十到几百伏量级、电流几  
十到几百安量级的强电上的。 (相对而言，手机、电脑电路板上跑的电电压低，  
以传输信号为主，都属于弱电。 )可以认为就是一个晶体管，电压电流超大而已。  
家里的电灯开关是用按钮控制的。 IGBT 不用机械按钮，它是由计算机控制的。  
具体点说， IGBT 的简化模型有 3 个接口，有两个 (集电极、发射极 )接在强电电  
路上，还有一个接收控制电信号，叫作门极。给门极一个高电平信号，开关  
电极与发射极之间 )就通了;再给低电平信号，开关就断了。给门极的信号是数字  
信号(即只有高和低两种状态 )，电压很低，属于弱电，只要经过一个比较简单的  
驱动电路就可以和计算机相连。实际用的 “计算机”通常是叫作 DSP 的微处理器，  
擅长处理数字信号，比较小巧。  
(集  
这种可以用数字信号控制的强电开关还有很多种。作为其中的一员，  
IGBT 的特  
点是，在它这个电流电压等级下， 它支持的开关速度是最高的， 一秒钟可以开关  
几万次。GTO 以前也用在轨道交通列车上， 但是 GTO 开关速度低，损耗大，现  
在只有在最大电压电流超过 IGBT 承受范围才使用 ;IGCT 本质上也是 GTO，不  
过结构做了优化，开关速度和最大电压电流都介于  
GTO 和IGBT 之间;大功率  
mosFET 快是快，但不能支持这么大的电压电流，否则会烧掉。  
要这么快的开关干什么用 ?常见的强电只有 50Hz 的交流电，变压器能变它的电  
压，但是不能改变它的频率，不能把它变成直流。而有了  
IGBT 这种开关，就可  
以设计出一类电路，通过计算机控制 IGBT，把电源侧的交流电变成给定电压的  
直流电，或是把各种电变成所需频率的交流电， 给负载使用。 这类电路统称变换  
器。把交流电变成直流电的电路叫做整流器 ;把直流电变成交流电的叫做逆变器 ;  
直流变直流的叫开关电源 ;三相交流变交流的叫矩阵变换器。  
怎么实现的 ?需要讲一下 PWM 的概念，这里我可能说的不是很清楚。题主见没  
见过家里的照明灯接触不良的时候快速闪烁 ?闪烁的灯看起来没有正常的灯亮吧 ?  
这是因为闪烁的灯亮 0.1 秒，又灭 0.1 秒，总共 0.2 秒的时间内它只发出了正常  
灯 0.1 秒的光能，所以显得暗。强电本质上是传输电能，所以也可以利用这个原  
理。如果用电器内的电流几乎不变，用电器前 0.2 秒接了 300V 的电压，后 0.1  
秒接了 0V 的电压，那在 0.3 秒内，它就等效于用电器两端始终接着 200V 的电  
压。我们管这个只持续 0.2 秒的 300V 电压叫脉冲，通过改脉冲在 0.3 秒内占据  
的时间，就可以实现等效电压在这个时刻内成为 0~300V 内的任何一个值， 即所  
谓的脉宽调制 (PWM) 。电压一高一低变化的总时间越短，从宏观上看电压越接  
近等效电压。  

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