igbt模塊驅(qū)動(dòng)及保護(hù)技術(shù)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-10 16:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 開(kāi)通來(lái)說(shuō)，集電極電路的電感有利于抑制續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流和電容器充放電造成的峰值電流，能減小開(kāi)通損耗，承受較高的開(kāi)通電流上升率。一般情況下IGBT開(kāi)關(guān)電路的集電極不需要串聯(lián)電感，其開(kāi)通損耗可以通過(guò)改善柵極驅(qū)動(dòng)條件來(lái)加以控制。 7IGBT的關(guān)斷緩沖吸收電路 為了使IGBT關(guān)斷過(guò)電壓能得到有效的抑制并減小關(guān)斷損耗，通常都需要給IGBT主電路設(shè)置關(guān)斷緩沖吸收電路。IGBT的關(guān)斷緩沖吸收電路分為充放電型和放電阻止型。 充放電型有RC吸收和RCD吸收2種。如圖6所示。 (a)RC型 (b)RCD型 圖 6充 放 電 型 IGBT緩 沖 吸 收 電 路 RC吸收電路因電容C的充電電流在電阻R上產(chǎn)生壓降，還會(huì)造成過(guò)沖電壓。RCD電路因用二極管旁路了電阻上的充電電流，從而克服了過(guò)沖電壓。 圖7是三種放電阻止型吸收電路。放電阻止型緩沖電路中吸收電容Cs的放電電壓為電源電壓，每次關(guān)斷前，Cs僅將上次關(guān)斷電壓的過(guò)沖部分能量回饋到電源，減小了吸收電路的功耗。因電容電壓在IGBT關(guān)斷時(shí)從電源電壓開(kāi)始上升，它的過(guò)電壓吸收能力不如RCD型充放電型。 (a)LC型 (b)RLCD型 (c)RLCD型 圖7三 種 放 電 阻 止 型 吸 收 電 路 從吸收過(guò)電壓的能力來(lái)說(shuō)，放電阻止型吸收效果稍差，但能量損耗較小。 對(duì)緩沖吸收電路的要求是： 1)盡量減小主電路的布線(xiàn)電感La； 2)吸收電容應(yīng)采用低感吸收電容，它的引線(xiàn)應(yīng)盡量短，最好直接接在IGBT的端子上； 3)吸收二極管應(yīng)選用快開(kāi)通和快軟恢復(fù)二極管，以免產(chǎn)生開(kāi)通過(guò)電壓和反向恢復(fù)引起較大的振蕩過(guò)電壓。 8結(jié)語(yǔ) 本文對(duì)IGBT的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，得出了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)事項(xiàng)： ——IGBT由于有集電極－柵極寄生電容的密勒效應(yīng)影響，能引起意外的電壓尖峰損害，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)讓柵極電路的阻抗足夠低以盡量消除其負(fù)面影響。 ——柵極串聯(lián)電阻和驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)阻抗對(duì)IGBT的開(kāi)通過(guò)程及驅(qū)動(dòng)脈沖的波形都有很大影響。所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。 ——應(yīng)采用慢降柵壓技術(shù)來(lái)控制故障電流的下降速率，從而抑制器件的dv/dt和uce的峰值，達(dá)到短路保護(hù)的目的。 ——在工作電流較大的情況下，為了減小關(guān)斷過(guò)電壓，應(yīng)盡量減小主電路的布線(xiàn)電感，吸收電容器應(yīng)采用低感型。IGBT高壓大功率驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路的應(yīng)用研究[日期：20061113]來(lái)源：電源技術(shù)應(yīng)用 作者：潘江洪 蘇建徽 杜雪芳[字體：大 中 小] 摘 要：通過(guò)對(duì)功率器件IGBT的工作特性分析、驅(qū)動(dòng)要求和保護(hù)方法等討論，介紹了的一種可驅(qū)動(dòng)高壓大功率IGBT的集成驅(qū)動(dòng)模塊HCPL3I6J的應(yīng)用關(guān)鍵詞：IGBT；驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路；電源0 引言 IGBT在以變頻器及各類(lèi)電源為代表的電力電子裝置中得到了廣泛應(yīng)用。IGBT集雙極型功率晶體管和功率MOSFET的優(yōu)點(diǎn)于一體，具有電壓控制、輸入阻抗大、驅(qū)動(dòng)功率小、控制電路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)損耗小、通斷速度快和工作頻率高等優(yōu)點(diǎn)。 但是，IGBT和其它電力電子器件一樣，其應(yīng)用還依賴(lài)于電路條件和開(kāi)關(guān)環(huán)境。因此，IGBT的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路是電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，是整個(gè)裝置運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 為解決IGBT的可靠驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，國(guó)外各IGBT生產(chǎn)廠(chǎng)家或從事IGBT應(yīng)用的企業(yè)開(kāi)發(fā)出了眾多的IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路或模塊，如國(guó)內(nèi)常用的日本富士公司生產(chǎn)的EXB8系列，三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的M579系列，美國(guó)IR公司生產(chǎn)的IR21系列等。但是，EXB8系列、M579系列和IR21系列沒(méi)有軟關(guān)斷和電源電壓欠壓保護(hù)功能，而惠普生產(chǎn)的HCLP一316J有過(guò)流保護(hù)、欠壓保護(hù)和1GBT軟關(guān)斷的功能，且價(jià)格相對(duì)便宜，因此，本文將對(duì)其進(jìn)行研究，并給出1700V，200～300A IGBT的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路。1 IGBT的工作特性 IGBT是一種電壓型控制器件，它所需要的驅(qū)動(dòng)電流與驅(qū)動(dòng)功率非常小，可直接與模擬或數(shù)字功能塊相接而不須加任何附加接口電路。IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷是由柵極電壓UGE來(lái)控制的，當(dāng)UGE大于開(kāi)啟電壓UGE(th)時(shí)IGBT導(dǎo)通，當(dāng)柵極和發(fā)射極間施加反向或不加信號(hào)時(shí)，IGBT被關(guān)斷。 IGBT與普通晶體三極管一樣，可工作在線(xiàn)性放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)，其主要作為開(kāi)關(guān)器件應(yīng)用。在驅(qū)動(dòng)電路中主要研究IGBT的飽和導(dǎo)通和截止兩個(gè)狀態(tài)，使其開(kāi)通上升沿和關(guān)斷下降沿都比較陡峭。2 IGBT驅(qū)動(dòng)電路要求 在設(shè)計(jì)IGBT驅(qū)動(dòng)時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)。 1)柵極正向驅(qū)動(dòng)電壓的大小將對(duì)電路性能產(chǎn)生重要影響，必須正確選擇。當(dāng)正向驅(qū)動(dòng)電壓增大時(shí)，．IGBT的導(dǎo)通電阻下降，使開(kāi)通損耗減??；但若正向驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)大則負(fù)載短路時(shí)其短路電流IC隨UGE增大而增大
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