IGBT的作用及应用！

IGBT的作用及应用！

在功能方面，IGBT是一种电路开关，用于几十到几百伏、几十到几百安的高压。(相比之下，手机和计算机电路板上的运行电压较低，传输信号是属于弱电的主要部分。)它可以被认为是晶体管，电压和电流太大。

家里的灯开关由按钮控制。IGBT不使用机械按钮。它是由计算机控制的。具体地说，IGBT的简化模型有三个接口，两个（集电极和发射极）连接到高压电路，和一个接收信号，称为栅极。给栅极一个高电平信号，开关（在集电极和发射极之间）就会接通；然后给一个低电平信号，开关就会断开。到栅极的信号是数字信号(即，仅处于高和低状态)。电压很低，属于弱电流。它可以通过相对简单的驱动电路连接到计算机。实际的“计算机”通常被称为DSP微处理器，它擅长处理数字信号，并且相对紧凑。

有许多种高压开关可以用数字信号控制。IGBT作为其中的一种，其特点是在电流和电压水平下具有最高的开关速度，每秒可以开关数万次。GTO以前也用于轨道交通列车，但其开关速度低，损耗高。现在它只能在最大电压和电流超过IGBT的耐久范围时才能使用。IGCT本质上也是GTO，但其结构已经优化。开关速度和最大电压电流在GTO和IGBT之间。大功率MOSFET速度快，但不能承受这么大的电压和电流，否则会烧坏。

这么快的转换有什么用？

一般的强电流只有50Hz的交流，变压器可以改变它的电压，但不能改变它的频率，不能把它变成直流。利用IGBT开关，可以设计一种电路。通过计算机控制IGBT，可将电源侧的交流电流转换为给定电压的直流电流，或将各种电力转换为负载使用所需频率的交流电流。这种电路叫做转换器。把交流电转换成直流的电路叫做整流器；把直流电转换成交流电的电路叫做逆变器；把直流电转换成直流电的电路叫做开关电源；把三相交流电转换成交流铜的电路。rrent称为矩阵变换器。

如何实现它？

需要谈谈PWM的概念，在这里我可能不是很清楚。你有没有见过家里的照明灯接触不良时闪烁得很快？闪光灯好像没亮吗?这是因为闪烁的灯点亮0.1秒，然后熄灭0.1秒。总共0.2秒，它只发出0.1秒的正常光，所以看起来很暗。强电本质上是电的传输，所以这个原理也可以使用。如果电器中的电流几乎不变，300V电压在第一个0.2秒内被连接，0V电压在第二个0.1秒内被连接，那么在接下来的0.3秒内它将等效于电器两端的200V电压。我们称这个300V的电压，只持续0.2秒，为一个脉冲。通过在0.3秒内改变脉冲所占的时间，可以实现此时的等效电压在0-300V内成为任意值，即所谓的脉宽调制（PWM）。电压从高到低的总变化时间越短，电压越接近等效电压。

维基19体育官方日语中的图表说明了通过PWM获得不同直流电压的方法。

维基19体育官方日语的一幅图片说明了通过PWM获得不同电压和频率的交流电的方法。

当然，您会问，为什么电器中的电流几乎不变，因为开关没有与电器直接串联。实际的转换器电路将稍微复杂一些，当开关断开时，另一个电路将自动激活，以确保电流是连续的。（还有反转电路，当开关断开时，电源是从电源到电器的，而当电源关闭时，电源不是从电19体育官方的。）如果您没有学习过电容电感和二极管，您可以知道这就是这种情况。

简而言之，我现在有一个强电流，它的电压和频率由我控制。这种强电可以用来驱动高速电机。目前，交流电动机在高速铁路中得到广泛应用。结构简单，省电，但速度难以调节。幸运的是，其速度与输入交流电源的频率密切相关，因此可以使用IGBT变换器产生强电压和控制频率以灵活控制电机的速度。反映在高速铁路上，是高速列车的速度。这叫做VVVF。

除了高速铁路，如电动车辆，变频空调，风力涡轮机和许多其他场合使用的交流电动机，IGBT和匹配电路被用来控制电动机。在太阳能发电厂和电能存储领域，IGBT主要用于交流和直流转换。