igbt單相半橋無源逆變電路設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁
【正文】 (Insulatedgate Bipolar Transistor), the English abbreviation for IGBT. It is a typical control device. It bines the advantages of GTR and MOSFET, which has a good characteristic. Has now bee the leading device, high power electronic equipment. This paper analyzed and simulated waveforms of IGBT singlephase halfbridge inverter circuit using passive. Keywords:IGBT。半橋逆變電路由半橋逆變和緩沖電路構(gòu)成 。當(dāng)開關(guān) SS4閉合， S S3 斷開時(shí)，負(fù)載電壓 U0為正；當(dāng)開關(guān) S S4 斷開， S S3 閉合時(shí)， U0 為負(fù)。 t2 時(shí)刻關(guān)斷的 T1，同時(shí)給 T2 發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)。降至零， D2 截止， T2 導(dǎo)通， i。降至零， T1 導(dǎo)通， U0=Ud/2 。 IGBT 所能應(yīng)用的范圍基本上替代了傳統(tǒng)的功率晶體管。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。 IGBT 的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給 PNP 晶體管提供基極電流，使 IGBT 導(dǎo)通。 IGBT 的開通和關(guān)斷是由門極電壓控制的，當(dāng)門極加正向電壓時(shí)，門極下方的 P 區(qū)中形成電子載流子到點(diǎn)溝道，電子載流子由發(fā)射極的N+區(qū)通過導(dǎo)電溝道注入 N區(qū)，即為 IGBT 內(nèi)部的 PNP 型晶體管提供基極電流，從而使 IGBT 導(dǎo)通。 IGBT 與 MOSFET 一樣也是電壓控制型 器件，在它的柵極 G— 發(fā)射極 E間施加十幾 V的直流電壓，只有在 uA 級(jí)的漏電流流過，基本上不消耗功率。柵極的正偏壓 +VGE、負(fù)偏壓 VGE 和柵極電阻 RG 的大小，對(duì) IGBT 的通態(tài)電壓、開關(guān)時(shí)間、開關(guān)損耗、承受短路能力以及 dVCE/dt 等參數(shù)都有不同程度的影響。 1）向 IGBT 提供適當(dāng)?shù)恼驏艍骸GBT 導(dǎo)通后的管壓降與所加?xùn)旁措妷河嘘P(guān)，在漏源電流一定的情況下， VGE 越高，VDS 儺就越低，器件的導(dǎo)通損耗就越小，這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。在 IGBT 關(guān)斷期間，由于電路中其他部分的工作，會(huì)在柵極電路中產(chǎn)生一些高頻振蕩信號(hào)，這些信 號(hào)輕則會(huì)使本該截止的 IGBT 處于微通狀態(tài)，增加管子的功耗。 IGBT 柵極極限電壓一般為 +20 V，驅(qū)動(dòng)信號(hào)超出此范圍就可能破壞柵極。 5） IGBT 的柵 極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)盡可能的簡單、實(shí)用。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用公式： ? ? BAUU d?~12 ? 由表查得 A=；取ε =；α角考慮 10176。該電路整流輸出接有大電容，而且負(fù)載為純電阻性負(fù)載，所以簡化計(jì)算得 AAI dD 362121I d ???? AI dD ?? AAII DAVD )2~()( ???? 取 15A。因該系統(tǒng)負(fù)載不大，故取0C =2200 F? 8 耐壓按 ，2 3 4 VV1 5 .5 U DM ??? 取 250V。為此選用 1MBH50090 型 IGBT。 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案 IGBT 驅(qū)動(dòng)器的基本驅(qū)動(dòng)性能 (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。這種情況會(huì)大大限制 IGBT 的開關(guān)頻率和輸出能力，同時(shí)對(duì) IGBT 的安全工作構(gòu)成很大威脅。同時(shí)，過短的開關(guān)時(shí)間也會(huì)造成回路過高的電流尖峰，這既對(duì)主回路安全不利，也容易在控制電路中造成干擾。因此，在 9 有短路程的設(shè)備中 Vge 應(yīng)選小些，一般選 12～ 15V。在許多設(shè)備中， IGBT 與工頻電網(wǎng)有直接電聯(lián)系，而控制電路一般不希望如此。 (5)具有柵壓限幅電路，保護(hù)柵極不被擊穿。這小儀能夠減少系統(tǒng)響應(yīng)滯后，而且能提高保護(hù)的快速性。光電耦合器截止， V導(dǎo)通， V2 導(dǎo)通， IGBT 截止。芯片的輸入電壓為 8V 到 35V。 圖 10 觸發(fā)電路圖 第三章 系統(tǒng)仿真 SIMULINK仿真軟件介紹 Simulink 是 MATLAB 最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。 11 建立仿真模型 建立仿真模型的步驟： ① 打開 MATLAB，進(jìn)入 Simulink 命令窗口建立主電路的仿真模型。 如圖 14 所示自上而下分別為直流輸入電壓、逆變器輸出的負(fù) 載交流電壓、負(fù)載電流和 V V2 的脈沖波形。 通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān) 電力電 子 方面的知識(shí)， 能夠很好的把課堂上所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中解決實(shí)際問題。 二，本文設(shè)計(jì)的 IGBT 單相半橋無源逆變電路設(shè)計(jì)（純電阻負(fù)載）輸入直流電壓： Ud=100V，輸出功率： 300W，輸出電壓波形： 1KHz 方
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