Question

IGBT在斩波电路中的作用

Answer 1

IGBT和晶闸管在直流斩波电路中的作用是一样的。
所谓直流斩波就是将一连续有效值不变直流变换成脉宽可调但幅值不可调的方波，虽然幅值不可调但在不同的脉宽下方波的平均值（面积）是不同的，这样我们就能将幅值不变的直流电变成平均值可调的直流调压电路，既然要将连续直流电变成一段一段的方波（这就叫作斩波），那么我们就要控制直流电输出的通断，我们知道通断电路只有使用开关一个办法，而开关有很多种，从最简单的刀闸到接触器再到三极管都可以实现，其中刀闸只能手动控制且不能直接通断大电流，接触器虽然可以通断大电流但是开通和关断电路的频率却无法提高（直流斩波后的方波频率是很高的），三极管可以有很高的开通和关断频率，但是只能应用于小电流的电子电路中无法应用于电力传输和电机传动领域，那么我们既要有高的开通关断频率，又要实现大电流大功率关断的话怎么办？于是科学家发明出了一种电力电子开关元件，他既有电子元件的高频特性，又有电力元件的能传输大功率特性，早期的电力电子元件有晶闸管，GTO等，但是他们也有缺点，例如晶闸管只能控制开通却无法控制关闭（必须使电流过零自然关断），GTO（门极可关断晶闸管）的功率做不高等，而IGBT就是10几年前新开发的电力电子开关元件，它具有门极可控（电压控制，晶闸管和GTO是电流控制门极），开关频率高，传输功率大的特点。

Answer 2

该电路使用一个全控型器件v，图中为igbt。
(一)假设l值很大，c值也很大
图1-1原理和波形图
(二)v通时，e向l充电，充电电流恒为i1，同时c的电压向负载供电，因c值很大，输出电压uo为恒值，记为uo。设v通的时间为ton，此阶段l上积蓄的能量
(三)v断时，e和l共同向c充电并向负载r供电。设v断的时间为toff，则此期间电感l释放能量
(四)稳态时，一个周期t中l积蓄能量与释放能量相等