【正文】 ............................................................ 25 IGBT驅(qū)動保護設(shè)計總結(jié) ......................................................... 26 5 隔離型 IGBT驅(qū)動電路硬件設(shè)計 ........................................................ 27 IGBT驅(qū)動電路原理圖 ........................................................... 27 正常開通與關(guān)斷過程 ........................................................... 27 保護電路的工作 ............................................................... 27 IGBT驅(qū)動電路的整體電路圖 ..................................................... 29 6 總結(jié)與展望 ......................................................................... 30 參考文獻 ............................................................................. 31 附 錄 ............................................................................... 32 致 謝 ............................................................................... 35 更多相關(guān)文檔資 源請訪問 文檔包含完整 CAD 設(shè)計文件，電子設(shè)計相關(guān)包含源代碼及設(shè)計 CAD 文件，材料完整，歡迎聯(lián)系 68661508 索要 摘 要 絕緣柵雙極型晶體管 IGBT 是一種由雙極型晶體管與 MOSFET 組合的器件，它既有MOSFET的柵極電壓控制快速開關(guān)特性，又具有雙極型晶體管大電流處理能力和低飽和壓降的特點。 基于此特點，在應(yīng)用的廣泛領(lǐng)域中的 IGBT 是非 常重要的原件，所以開設(shè)關(guān)于大功率 IGBT驅(qū)動電路的設(shè)計的課題研究非常有意義。 在電力電子器件中， IGBT的綜合性能方面占有明顯優(yōu)勢，并廣泛地運用在各類電力變換裝置中。然而如何有效地驅(qū)動并保護 IGBT，成為電力電子領(lǐng)域中的重要研究課題之一。本文討論了 IGBT 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理及 IGBT 元件其靜態(tài)和動態(tài)特性， 研究 討論了 IGBT 驅(qū)動電路的主要種類和電路的各種保護方式及柵極電阻對于 IGBT 性能以及對驅(qū)動電路與過流保護電路的要求。 本文 利用 IGBT 的通態(tài)飽和壓降與集電極電流呈近似線性關(guān)系的特性，設(shè)計一個具有完善的過流過壓 保護功能的 IGBT 驅(qū)動電路。經(jīng)過對于相關(guān)資料的分析和實驗，設(shè)計出具有簡單、實用、可靠性高等優(yōu)點的 IGBT驅(qū)動電路。 關(guān)鍵詞 ： IGBT； 驅(qū)動電路 ； 過流保護 更多相關(guān)文檔資源請訪問 文檔包含完整 CAD 設(shè)計文件，電子設(shè)計相關(guān)包含源代碼及設(shè)計 CAD 文件，材料完整，歡迎聯(lián)系 68661508 索要 Abstract Insulation grid double pole transistor IGBT is one kind by the double pole transistor and the MOSFET bination ponent, it both has the MOSFET grid bias control splitsecondselection characteristic, and has the double pole transistor big electric current handling ability and the low saturated pressure drop characteristic. Based on this feature in the broad field of application of IGBT is very important in the original, so the creation of highpower IGBT drive circuit on the design of the research is very meaningful. In power electronic devices, the bination property of IGBT has clear superiority, which is widely used various electric equipment． However， now to drive and protect IGBT effectively has bee one of the important tasks in power and electronic fields. This article discusses the principles of the internal structure of IGBT and IGBT ponents of its static and dynamic characteristics. Also discussed the main types of IGBT drive circuit and the circuit resistance of various protective methods and the IGBT gate drive circuit performance and on the requirements and overcurrent protection circuit. Using IGBT39。s onstate saturation voltage and collector current approximately linear relationship between characteristics. At the same time, design a IGBT driver circuit which has a plete overvoltage and overcurrent protection function . After the relevant information for analysis and experiments, designed with simple, practical, and high reliability of the IGBT driver circuit. Key words： IGBT； Driving Circuit； Overcurrent protection更多相關(guān)文檔資 源請訪問 文檔包含完整 CAD 設(shè)計文件，電子設(shè)計相關(guān)包含源代碼及設(shè)計 CAD 文件，材料完整，歡迎聯(lián)系 68661508 索要 1 緒論 引言 近年來，隨著大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件發(fā)展和生產(chǎn)工藝的日益成熟，特別是 20 世紀(jì) 80年代 IGBT(絕緣柵雙極晶體管 )的出現(xiàn)，逐步實現(xiàn)了采用 IGBT 做開關(guān)管的全固態(tài)大功率調(diào)制器和高壓開關(guān)電源。 IGBT 是 MOS 與 BJT 的復(fù)合型功率器件，這種器件屬于場控功率管，有著開關(guān)速度快、耐壓高、開關(guān)功率大、管壓降小等特點。采用 IGBT 作為開關(guān)器件的調(diào)制器和高壓電源，不但具有效率高、體積小、重量輕、可靠性高、易模塊化設(shè)計等優(yōu)點，而且沒有電子管的壽命問題，使用和維護費用也隨之下降。 IGBT 的驅(qū)動電路要求驅(qū)動能力強、保護迅速有效。 1979 年， MOS 柵功率開關(guān)器件作為 IGBT 概念的先驅(qū)即已被介紹到世間。這種器件表現(xiàn)為一個類晶閘管的結(jié)構(gòu)（ PNPN 四層組成），其特點是通過強堿濕法刻蝕工藝形成了 V 形槽柵。 80 年代初期，用于功率 MOSFET 制造技術(shù)的 DMOS（雙擴散形成的金屬 氧化物 半導(dǎo)體）工藝被采用到 IGBT 中來。在那個時候，硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的 NPT（非穿通）型設(shè)計。后來，通過采用 PT（穿通）型結(jié)構(gòu)的方法得到了在參數(shù)折衷方面的一個顯著改進，這是隨著硅片上外延的技術(shù)進步，以及采用對應(yīng)給定阻斷電壓所設(shè)計的 n+緩沖層而進展的。幾年當(dāng) 中，這種在采用 PT 設(shè)計的外延片上制備的 DMOS 平面柵結(jié)構(gòu)，其設(shè)計規(guī)則從5 微米先進到 3 微米。 90 年代中期，溝槽柵結(jié)構(gòu)又返回到一種新概念的 IGBT，它是采用從大規(guī)模集成（ LSI）工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)的新刻蝕工藝，但仍然是穿通（ PT）型芯片結(jié)構(gòu)。在這種溝槽結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時間之間折衷的更重要的改進。 硅芯片的重直結(jié)構(gòu)也得到了急劇的轉(zhuǎn)變，先是采用非穿通（ NPT）結(jié)構(gòu)，繼而變化成弱穿通（ LPT）結(jié)構(gòu)，這就使安全工作區(qū)（ SOA）得到同表面柵結(jié)構(gòu)演變類似的改善。 這次從穿通（ PT）型技術(shù)先進到非 穿通（ NPT）型技術(shù)，是最基本的，也是很重大的概念變化。這就是：穿通（ PT）技術(shù)會有比較高的載流子注入系數(shù)，而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進行控制致使其輸運效率變壞。另一方面，非穿通（ NPT）技術(shù)則是基于不對少子壽命進行殺傷而有很好的輸運效率，不過其載流子注入系數(shù)卻比較低。進而言之，非穿通（ NPT）技術(shù)又被軟穿通（ LPT）技術(shù)所代替，它類似于某些人所謂的 “軟穿通 ”（ SPT）或 “電場截止 ”（ FS）型技術(shù)，這使得 “成本 —性能 ”的綜合效果得到進一步改善。 1996 年， CSTBT（載流子儲存的溝槽柵雙極晶體管）使第 5 代 IGBT 模塊得以實現(xiàn)，它采用了弱穿通（ LPT）芯片結(jié)構(gòu) ， 又采用了更先進的寬元胞間距的設(shè)計。目前，包括一種 “反向阻斷型 ”（逆阻型）功能或一種 “反向?qū)ㄐ?”（逆導(dǎo)型）功能的 IGBT 器件的新概念正在進行研究，以求得進一步優(yōu)化。 更多相關(guān)文檔資源請訪問 文檔包含完整 CAD 設(shè)計文件，電子設(shè)計相關(guān)包含源代碼及設(shè)計 CAD 文件，材料完整，歡迎聯(lián)系 68661508 索要 IGBT 功率模塊采用 IC 驅(qū)動，各種驅(qū)動保護電路，高性能 IGBT 芯片，新型封裝技術(shù)，從復(fù)合功率模塊 PIM 發(fā)展到智能功率模塊 IPM、電力電子積木 PEBB、電力模塊 IPEM。PIM 向高壓大電流發(fā)展，其產(chǎn)品水平為 1200—1800A/1800—3300V， IPM 除用于變頻調(diào)速外， 600A/2022V的 IPM已用于電力機車 VVVF逆變器。平面低電感封裝技術(shù)是大電流 IGBT模塊為有源器件的 PEBB，用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝置。 IPEM 采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝 PEBB，大大降低電路接線電感，提高系統(tǒng)效率，現(xiàn)已開發(fā)成功第二代 IPEM，其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底中 ， 智能化、模塊化成為 IGBT 發(fā)展熱點。 現(xiàn)在 ,大電流高電壓的 IGBT 已模塊化 ,它的驅(qū)動電路除上面介紹的由分立元件構(gòu)成之外 ,現(xiàn)在已制造出集成化的 IGBT 專用驅(qū)動電路 .其性能更好 ,整機的可靠性更高及體積更小。 課題研究意義 電 力 電子技術(shù) 的應(yīng)用 在當(dāng)今的工業(yè)領(lǐng)域里起到了不可替代的作用 ， 而 IGBT 在諸如變頻器、大功率開關(guān)電源等電力電子技術(shù)的能量變換與管理應(yīng)用中，越來越成為各種主回路的首選功率開關(guān)器件，因此如何安全可靠地驅(qū)動 IGBT 工作，也成為越來越多的設(shè)計工程師面臨需要解決的課題。 IGBT 開發(fā)之初主要應(yīng)用在電機、變換器（逆變器）、變頻器、 UPS、 EPS 電源、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等工業(yè)控制領(lǐng)域。在上述的應(yīng)用領(lǐng)域中， IGBT 憑借著電壓控制、驅(qū)動簡單、開關(guān)頻率高、開關(guān)損耗小、可實現(xiàn)短路保護等優(yōu)點，在 600V 及以上中壓應(yīng)用領(lǐng)域中競爭力逐步顯現(xiàn)。在 UPS、開關(guān)電源、電車、交流電機控制中已逐步代替 GTO、 GTR。由于 SCR和 GTO 具有極高的耐壓能力和較大的通過電流，目前在高壓大電流應(yīng)用中 SCR 和 GTO仍占有統(tǒng)治地位。隨著人們節(jié)能意識的逐步增強，變頻空調(diào)、變頻洗衣機等變頻家電比例的逐年擴大。為了簡化電路設(shè)計，提高 IGBT 使用的可靠性，變頻家電中主要使用集和驅(qū)動電路、保護電路等功能于一體的 IGBT 智能模塊。 IGBT 在汽車中的應(yīng)用主要集中在汽車點火器上，已成功地取代達林頓管成為汽車點火器的首選。飛兆、英飛凌、 ST 在該市場中有很強的競爭力。 中國鐵路的發(fā)展離不開大量 電力機車和高速動車組 ， 電力機車需要 500個 IGBT，動車組需要超過 100 個 IGBT，一節(jié)地鐵需要 50~80 個 IGBT 模塊。粗略估計上述軌道交通市場對 IGBT 模塊的需求將超過 三 百萬個 ，可以想見軌道交通給 IGBT 市場所帶來的空前機遇和發(fā)展空間 。 當(dāng) 低碳經(jīng)濟，節(jié)能減排 成為經(jīng)濟工作的重點時，市場對節(jié)能概念接受能力較強。在節(jié)能減排的大環(huán)境下， IGBT 一方面擁有新技術(shù)帶來的廣闊的市場空間，另一方面從技術(shù)發(fā)展路線來看又對以往的功率器件產(chǎn)品有一個逐步替代的作用。 2022 年我國 IGBT 市場為 53億元左右 ，目前我國 IGBT 市場 占整個功率器件市場 份額尚不足 10％ ，我們預(yù)計未來幾年IGB