基于集成驅(qū)動(dòng)電路的igbt驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 射間并接入一個(gè)柵射電阻可以解決這個(gè)問(wèn)題。此時(shí)應(yīng)該保證電流變化率不 會(huì)過(guò)大，讓柵極電壓緩慢降低關(guān)斷器件。當(dāng)降柵壓運(yùn)行一段時(shí)間后（一般是 10 ），如果電流恢復(fù)正常，可以再加上正常的柵壓。當(dāng)最嚴(yán)重的過(guò)流情況，短路發(fā)生時(shí)，電流很快達(dá)到額定電流的 45 倍，此時(shí)必須盡快關(guān)斷器件，否則器件將 很 快損壞。 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該電路在正常工作時(shí)，可以通過(guò) EXB 841 的 3腳發(fā)出 +15V 和5V 電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng) IGBT 開通和關(guān)斷，當(dāng) IGBT 發(fā)生過(guò)流時(shí)該電路能可靠地進(jìn)行軟關(guān)斷。 當(dāng) EXB 841 檢測(cè)到 過(guò)電流時(shí) EXB 841 的 5 腳變?yōu)榈碗娖?，于是光耦?dǎo)通使 V1截止 +5V 電壓經(jīng) R4和 R5對(duì) C6，充電 R4和 R5的總阻值為 90kΩ， C6為 100pF，經(jīng)過(guò) 5μ s后 NE555P 的 3 腳輸出為低電平，通過(guò)與門將輸入信號(hào)封鎖。針對(duì)負(fù)偏壓不足的問(wèn)題，可以考慮提高負(fù)偏壓。 R1和 C1及 VZ4接在 +20V 電源上保證穩(wěn)定的電壓。以下結(jié)合設(shè)計(jì)的具體電路 進(jìn)行說(shuō)明。 ⑤ .過(guò)電流保護(hù)無(wú)自鎖功能。同時(shí)還有較長(zhǎng)的軟關(guān)斷時(shí)間，這就導(dǎo)致不可靠，使保護(hù)效果變差。為了識(shí)別真假過(guò)流， 5腳的過(guò)流故障輸出信號(hào)應(yīng)延時(shí) 5us，以便外部保護(hù)電路對(duì)真正的過(guò)流進(jìn)行保護(hù)，在 EXB841 完成內(nèi)部軟關(guān)斷后再封鎖外加 PWM 信號(hào)。 ② .存在保護(hù)盲區(qū)。 EXB 841 存在的不足與改進(jìn) (1).EXB 841 存在的不足 ① .過(guò)流保護(hù)閥值太高。若此時(shí)發(fā)生短路， IGBT 承受大電流而退飽和， uce上升很多，二極管 VD7截止，則 EXB 841的腳 6“懸空”， B點(diǎn)和 C 點(diǎn)電位開始由 8V上升；當(dāng)上升至 13V 時(shí)， Vz1被擊穿， 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 V3導(dǎo)通， C4通過(guò) R7和 V3放電， E點(diǎn)電位逐步下降，二極管 VD6導(dǎo)通時(shí) D 點(diǎn)電位也逐步下降，使 EXB 841 的腳 3電位也逐步下降，緩慢關(guān)斷 IGBT。 EXB 841 的控制原理 EXB 841 工作原理如圖 所示（圖中 V1G即為 IGBT 管，下圖同； V1S為光耦I(lǐng)S01）。 EXB841 的 6腳通過(guò)快速恢復(fù)二極管接至 IGBT 的 C極，檢測(cè) IGBT 的集射之間的通態(tài)電壓降的高低來(lái)判斷 IGBT 的過(guò)流情況加以保護(hù) 。有短路保護(hù)和慢速關(guān)斷功能 . EXB841 主要由放大、過(guò)流保護(hù)、 5V 基準(zhǔn)電壓和輸出等部分組成。驅(qū)動(dòng)電路的軟關(guān)斷過(guò)程不應(yīng)隨輸入信號(hào)的消失而受到影響。 (3).具有柵壓限幅電路，保護(hù)柵極不被擊穿。 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)要求 (1).動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，能為 IGBT 柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動(dòng)脈沖。 IGBT 模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關(guān)。因此，在使用 IGBT 時(shí)，最重要的工作就是要設(shè)計(jì)好驅(qū)動(dòng)與保護(hù) 電路。 設(shè)計(jì)一個(gè)保護(hù)電路 對(duì) IGBT 進(jìn)行有效的驅(qū)動(dòng)、控制和過(guò)電流保護(hù)。 應(yīng)用場(chǎng)合 : 隨著電力電子技術(shù)朝著大功率、高頻化、模塊化發(fā)展 ,絕緣柵雙極晶體管 (IGBT)已廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、變頻器、電機(jī)控制以及要求快速、低損耗的領(lǐng)域中。 IGBT 作為功率電源的主要電力電子器件，其柵極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到由 IGBT 構(gòu)成的系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。 IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路是 IGBT 與控制電路之間的接口，它對(duì) IGBT 的正常運(yùn)行具有非常重要的影響。因此，根據(jù) IGBT 的型號(hào)類型和參數(shù)指標(biāo)合理設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)于充分發(fā)揮 IGBT 的性能是十分重要的。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(jìn)行研究，以求得進(jìn)一步優(yōu)化。這就是：穿通（ PT）技術(shù)會(huì)有比較高的載流子注入系數(shù)，而由于它要求對(duì)少數(shù)載流子壽命進(jìn)行控制致使其輸運(yùn)效率變壞。 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(lái)的硅干法刻蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)的新刻蝕工藝，但仍然是穿通（ PT）型芯片結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵詞： 絕緣柵雙極型晶體管； EXB 841；驅(qū)動(dòng)電路 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第 1 章 緒論 ........................................................ 1 第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案 ............................................ 3 概述 ......................................................... 3 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) ............................................. 3 第 3 章 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ......................................... 4 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)要求 ........................................ 5 EXB 841 的控制原理 ............................................ 5 EXB 841 存 在的不足與改進(jìn) ...................................... 7 第 4 章 基于 EXB 841 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、優(yōu)化 ......................... 9 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路及故障信號(hào)封鎖電路設(shè)計(jì) .......................... 9 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)化 ........................................... 11 第 5 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .................................... 13 參考文獻(xiàn) ............................................... 14 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒論 80 年代初期，用于功率 MOSFET 制造技術(shù)的 DMOS（雙擴(kuò)散形成的金屬 氧化物半導(dǎo)體）工藝被采用到 IGBT 中來(lái)。 技術(shù)參數(shù)： 絕緣柵雙極晶體管 IGBT 的額定電壓 1200V，額定電流 400A，最大開關(guān)頻率 20kHz，驅(qū)動(dòng)電壓 +15V，關(guān)斷電壓 5V。 （ 4）要求控制好 GEU 的前后沿陡度，控制好 IGBT 的開關(guān)損耗。 電力電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì)（論文） 題目： 基于集成驅(qū)動(dòng)電路的 IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） I 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ) 院（系）：電氣工程學(xué)院
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