【正文】 封鎖故障信號(hào)的電路。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)化 （ 1）過(guò)流保護(hù) ①過(guò)電流損壞原因 IGBT 內(nèi)部有寄生晶閘管，在規(guī)定漏極電流范圍內(nèi)，其產(chǎn)生的正偏壓不足以使晶體管導(dǎo)通，當(dāng)漏極電流大到一定程度，正偏壓足以使晶體管導(dǎo)通，近而使寄生晶閘管開(kāi)通，柵極失去控制，發(fā)生擎柱效應(yīng)。另外，為了防止柵極驅(qū)動(dòng)電路出現(xiàn)高壓尖峰，我們?cè)跂派溟g并接兩只反向串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管，其穩(wěn)壓值與正柵壓和負(fù)柵壓相同。比如，保護(hù)電路這個(gè)模塊。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 16 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 知道了大概的模塊之后，我認(rèn)真地設(shè)計(jì)每個(gè)模塊，在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，可以再加一完善。 圖 IGBT 特性曲線 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 （ 2）柵極過(guò)壓的保護(hù) ①柵極過(guò)壓原因 IGBT 大多是工作于感性負(fù)載狀態(tài)，當(dāng)其處于關(guān)斷狀態(tài)，而反并二極管正在反向恢復(fù)過(guò)程時(shí)，就會(huì)有很大的 dv/dt 加 于 CE 兩端。因?yàn)?EXB 841 從檢測(cè)到 IGBT 過(guò)電流到對(duì)其軟關(guān)斷結(jié)束要 10μ s此電路延遲 5μ s 工作是因?yàn)?EXB 841 檢測(cè)到過(guò)電流到 EXB 841 的 5 腳信號(hào)為低電平需要 5μ s 這樣經(jīng)過(guò) NE555P 定時(shí)器延遲 5μ s 使 IGBT 軟關(guān)斷后再停止輸入信號(hào)，避免立即停止輸入信號(hào)造成硬關(guān)斷。在出現(xiàn)過(guò)流時(shí)， EXB841 將正常的驅(qū)動(dòng)信號(hào)變成一系列降幅脈沖實(shí)現(xiàn) IGBT 的軟關(guān)斷，并在 5腳輸出故障指示信號(hào)，但不能封鎖輸入的 PWM 控制信號(hào)。 由 EXB841 實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)的過(guò)程可知， EXB841 判定過(guò)流的主要依據(jù)是 6腳電壓。其中放大部分由 TLP550,V2,V4,V5和 R1,C1,R2,R9組成， TLP550 待改進(jìn)。使用中當(dāng) IGBT 模塊集電極電流增大時(shí)，所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。只有設(shè)計(jì)合理的 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路，才能保證 IGBT 的可靠運(yùn)行。另一方面，非穿通（ NPT）技術(shù)則是基于不對(duì)少子壽命進(jìn)行殺傷而有很好的輸運(yùn)效率，不過(guò)其載流子注入系數(shù)卻比較低。 （ 5）具有過(guò)電壓保護(hù)和 du/dt 保護(hù)能力。同時(shí)，提出了針對(duì)這些不足在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)應(yīng)當(dāng)采取的幾種有效方法。同時(shí)， IGBT 的容量等級(jí)也在快速提升，單管電壓已 6500V，無(wú)均流并聯(lián)電流已 3300 A，已成為基本上取代了 GTR，并在很多應(yīng)用領(lǐng)域挑戰(zhàn) GTO 的電力半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件。目前 ,市場(chǎng)上500— 3000V， 800— 1300A 的 IGBT， 因其耐高壓、功率大的特性 ， 已成為大功率開(kāi)關(guān)電源等電力電子裝置的首選功率器件。 (2） .能向 IGBT 提供適當(dāng)?shù)恼?和反向柵壓。 日本 FUJI 公司的 EXB 841 芯片具有單電源、正負(fù)偏壓、過(guò)流檢測(cè)、保護(hù)、軟關(guān)斷等主要特性，是一種比較典型的驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)際上，IGBT 導(dǎo)通時(shí)尾部電壓下降是較慢的，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)工作電壓較高時(shí)， Uce下降 至 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 飽合導(dǎo)通壓降約需 4～ 5 s，而過(guò)流檢測(cè)的延遲時(shí)間約為 s。 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路及故障信號(hào)封鎖電路設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路中 Vz5起保護(hù)作用。此時(shí)關(guān)斷無(wú)效，集電極電流很大致使 IGBT 損壞。這樣可以保證柵射電壓的穩(wěn)定，并且能有效地將密勒電容產(chǎn)生的電流通過(guò)柵射電阻釋放，達(dá)到柵極過(guò)壓保護(hù)的目的 IGBT 應(yīng)用時(shí)還需注意在關(guān)斷時(shí)在源射極間會(huì)有較大的電壓，此時(shí)主回路采用軟關(guān)斷技術(shù)，并且在 IGBT 的源射極間加阻容或其他的吸收緩沖電路。所以在很大程度上提高了思考能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。經(jīng)過(guò)幾天的努力，終于有了一個(gè)電路圖的基本框架，只帶了一個(gè)完整的電路應(yīng)該包含幾部分，各部分之間的連接又應(yīng)該注意什么問(wèn)題等等。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) EXB 841 檢測(cè)到 過(guò)電流時(shí) EXB 841 的 5 腳變?yōu)榈碗娖剑谑枪怦顚?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(mén)將輸入信號(hào)封鎖。 ⑤ .過(guò)電流保護(hù)無(wú)自鎖功能。 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。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。 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)。 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。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。 （ 4）要求控制好 GEU 的前后沿陡度，控制好 IGBT 的開(kāi)關(guān)損耗。最后，運(yùn)用 EXB 841 及其他器件設(shè)計(jì)和優(yōu)化了一個(gè) IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路通試驗(yàn)證明能 夠有效地對(duì) IGBT 器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和過(guò)電流保護(hù)。 驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)會(huì)對(duì) IGBT 的運(yùn)行性能產(chǎn)生顯著影響，如開(kāi)關(guān)時(shí)間、開(kāi)關(guān)損耗、短路電流保護(hù)能力和抗 du/dt 的能力等。 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 EXB 841 存在過(guò)流保護(hù)無(wú)自鎖功能等問(wèn)題，再結(jié)合這些問(wèn)題設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。一般取 +15V 左右的正向柵壓比較恰當(dāng)，取 5V 的反向柵壓讓 IGBT 能可靠截止。其功能比較完善，在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。因此，在 IGBT