【正文】 具有使控制電路和 IGBT 所在主電路間實(shí)現(xiàn)電流隔離的功能，還具 有過(guò)電流保護(hù)功能 [7] 。 驅(qū)動(dòng)芯片 EXB841 的控制原理 EXB841 的驅(qū)動(dòng)主要有三個(gè)工作過(guò)程：正常開(kāi)通過(guò)程、正常關(guān)斷過(guò)程和過(guò)流 保護(hù)動(dòng)作過(guò)程。14 和 15 兩腳間外加 PWM 控制信號(hào)，當(dāng)觸發(fā)脈沖信號(hào)施加于 14 和 15 引腳時(shí)，在 GE 兩端產(chǎn)生約 16V 的 IGBT 開(kāi)通電壓；當(dāng)觸發(fā)控制脈沖撤銷時(shí)， 在 GE 的 IGBT 關(guān)斷電壓。過(guò)流保護(hù)動(dòng)作過(guò)程是根據(jù) IGBT 的 CE 極 間電壓 Uce 的大小判定是否過(guò)流而進(jìn)行保護(hù)的，Uce 由二極管 Vd7 檢測(cè)。當(dāng) IGBT 開(kāi)通時(shí)， 若發(fā)生負(fù)載短路等發(fā)生大電流的故障， Uce 會(huì)上升很多， 使得 Vd7 截止， EXB841 的 6 腳 “懸空” B 點(diǎn)和 C 點(diǎn)電位開(kāi)始由約 6V 上升， ， 當(dāng)上升至 13V 時(shí)， Vz1 被擊穿，V3 導(dǎo)通，C4 通過(guò) R7 和 V3 放電，E 點(diǎn)的電壓逐漸下降，V6 導(dǎo)通，從而 使 IGBT 的 GE 間電壓 Uce 下降，實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷，完成 EXB841 對(duì) IGBT 的保護(hù)。射極 ，由 EXB841 內(nèi)部的穩(wěn)壓二極管 Vz2 決定。 其典型接線圖如下： 圖 219 M57962L 型 IGBT 驅(qū)動(dòng)器的原理與接線圖 16 Protel 仿真圖如下 圖 220 單個(gè) IGBT 驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路原理圖和控制及其驅(qū)動(dòng)電路 PCB 圖 221 單個(gè) IGBT 驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路原理圖 17 3. 硬件實(shí)現(xiàn) 利用 PROTEL DXP 做得自動(dòng)布線圖如下 圖 222 PROTEL DXP 自動(dòng)布線圖 18 六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)二個(gè)星期多左右，通過(guò)這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的 很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián) 系實(shí)際的能力還急需提高。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出, 分析和解決實(shí)際問(wèn)題鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn) ，電子技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界空前 活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌 握電子的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。 回顧此次電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，至今我們?nèi)愿锌H多，的確，從選題到 定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以 學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很 多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重 重， 這畢竟第一次做的， 難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題， 比如有時(shí)候被一些小的， 細(xì)的問(wèn)題擋住前進(jìn)的步伐，讓我們總是為了解決一個(gè)小問(wèn)題而花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。 最后還要查閱其他的書(shū)籍才能找出解決的辦法。 自己看起來(lái)多完美的設(shè)計(jì)在實(shí)踐 下就漏洞百出了。并且我在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有很多東西，也知道自己的很多 不足之處，知道自己對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻， 前認(rèn)為學(xué)了沒(méi)用的課程現(xiàn)在也用到了。比如《電工基礎(chǔ)》《電力電子器件》《開(kāi) 、 、 關(guān)電源技術(shù)》等課程，看起來(lái)不是很有用的東西現(xiàn)在去都集中在一塊兒了。 所謂“態(tài)度決定一切” ，于是偶然又必然地收獲了諸多，概而言之，大約以 下幾點(diǎn)： 溫故而知新。課程設(shè)計(jì)開(kāi)始的時(shí)候思緒全無(wú)，舉步維艱，對(duì)于理論知識(shí)學(xué)習(xí) 不夠扎實(shí)的我們深感“書(shū)到用時(shí)方恨少” ，于是想起圣人之言“溫故而知新” ，便 重拾教材與實(shí)驗(yàn)手冊(cè)，對(duì)知識(shí)系統(tǒng)而全面進(jìn)行了梳理，遇到難處先是苦思冥想再 向同學(xué)請(qǐng)教，終于熟練掌握了基本理論知識(shí)，而且領(lǐng)悟諸多平時(shí)學(xué)習(xí)難以理解掌 握的較難知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何思考的思維方式，找到了設(shè)計(jì)的靈感。 思路即出路。當(dāng)初沒(méi)有思路，誠(chéng)如舉步維艱，茫茫大地，不見(jiàn)道路。在對(duì)理 論知識(shí)梳理掌握之后，茅塞頓開(kāi) 實(shí)踐出真知。到今天，課程設(shè)計(jì)基本告成，才切身領(lǐng)悟“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的 唯一標(biāo)準(zhǔn)”學(xué)海無(wú)涯，學(xué)無(wú)止境。盡管課程設(shè)計(jì)是在本學(xué)期開(kāi)始，我們的教材學(xué) 習(xí)完畢，掌握許多知識(shí)，但是還有很多地方理解領(lǐng)悟不到位，由于 SPWM 控制信 號(hào)的產(chǎn)生比較復(fù)雜，我們查閱很多資料，嘗試過(guò)用不同方法設(shè)計(jì)產(chǎn)生，比如分立 元件，集成芯片，最終選擇了用 SG3524 集成芯片，電路接線雖很復(fù)雜，但其能 實(shí)現(xiàn)的功能很強(qiáng)大，以后還需進(jìn)一步學(xué)習(xí)運(yùn)用。最后我們還嘗試用 PROTEL DXP 設(shè)計(jì)畫(huà)出部分的實(shí)際電路板圖，要考慮更多的問(wèn)題提出了更高要求。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在努力下終于迎 刃而解。同時(shí)發(fā)現(xiàn)了還有很多工具及理論以后亟待學(xué)習(xí)。它培養(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué) 的思維，通過(guò)它架起理論與實(shí)踐橋梁。 19 附錄一 Matab 簡(jiǎn)介 MATLAB 是美國(guó) MathWorks 公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi) 發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán) 境，主要包括 MATLAB 和 Simulink 兩大部分。 MATLAB 是矩陣實(shí)驗(yàn)室 矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱，和 Mathemati 矩陣實(shí)驗(yàn)室 ca、Maple 并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算 方面首屈一指。MATLAB 可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、 創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制 設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng) 域。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常 用的形式十分相似，故用 MATLAB 來(lái)解算問(wèn)題要比用 C，F(xiàn)ORTRAN 等語(yǔ) 言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且 mathwork 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu) 點(diǎn),使 MATLAB 成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì) C， FORTRAN，C++ ，JAVA 的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫(xiě) 的 實(shí) 用 程 序 導(dǎo) 入 到 MATLAB 函 數(shù) 庫(kù) 中 方 便 自 己 以 后 調(diào) 用 ， 此 外 許 多 的 MATLAB 愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以 用。 matlab 特點(diǎn) ●此高級(jí)語(yǔ)言可用于技術(shù)計(jì)算 ●此開(kāi)發(fā)環(huán)境可對(duì)代碼、文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 ●交互式工具可以按迭代的方式探查、設(shè)計(jì)及求解問(wèn)題 ●數(shù)學(xué)函數(shù)可用于線性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值 積分等 ●二維和三維圖形函數(shù)可用于可視化數(shù)據(jù) ●各種工具可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面 ●各種函數(shù)可將基于 MATLAB 的算法與外部應(yīng)用程序和語(yǔ)言（如 C、 C++、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel）集成 20 附錄二 Protel 簡(jiǎn)介 Altium 公司作為 EDA 領(lǐng)域里的一個(gè)領(lǐng)先公司，在原來(lái) Protel 99SE 的 基礎(chǔ)上，應(yīng)用最先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)方法，率先推出了一款基于 Windows2000 和 Windows XP 操作系統(tǒng)的 EDA 設(shè)計(jì)軟件 Protel DXP。 Protel DXP 在前 版本的基礎(chǔ)上增加了許多新的功能。新的可定制設(shè)計(jì)環(huán)境功能包括雙顯示 器支持，可固定、浮動(dòng)以及彈出面板，強(qiáng)大的過(guò)濾和對(duì)象定位功能及增強(qiáng) 的用戶界面等。Protel DXP 是第一個(gè)將所有設(shè)計(jì)工具集于一身的板級(jí)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)，電子設(shè)計(jì)者從最初的項(xiàng)目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照 自己的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)。Protel DXP 運(yùn)行在優(yōu)化的設(shè)計(jì)瀏覽器平臺(tái)上，并且 具備當(dāng)今所有先進(jìn)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，能夠處理各種復(fù)雜的 PCB 設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò) 設(shè)計(jì)輸入仿真、PCB 繪制編輯、拓?fù)渥詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸 出等技術(shù)融合，Protel DXP 提供了全面的設(shè)計(jì)解決方案。 Protel DXP2004 是 Altium 公司于 2004 年推出的最新版本的電路設(shè)計(jì) 軟件，該軟件能實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)，頂層設(shè)計(jì)直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間 的所有分析驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理。當(dāng)前比較流行的 Protel 9Protel 9 9 SE，就是它的前期版本。 Protel DXP 2004 已不是單純的 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是 由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是 SCH（原理圖）設(shè)計(jì)、SCH（原理圖） 仿真、PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)、Auto Router（自動(dòng)布線器）和 FPGA 設(shè) 計(jì)等，覆蓋了以 PCB 為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。該軟件將項(xiàng)目管理方式、原 理圖和 PCB 圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓樸自動(dòng)布線以及電路仿真 等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。 與較早的版本——Protel99 相比，Protel DXP 2004 不僅在外觀上顯得 更加豪華、 人性化， 而且極大地強(qiáng)化了電路設(shè)計(jì)的同步化， 同時(shí)整合了 VHDL 和 FPGA 設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其功能大大加強(qiáng)了。 21 參考文獻(xiàn)： 參考文獻(xiàn) ： 【1】《電力電子技術(shù)》王兆安 黃俊 【2】《Protel2004》神龍工作室 人民郵電出版社 【4】 《Altium Designer6 電路圖設(shè)計(jì)百例》 姜艷波 化學(xué)工業(yè)出版社 【5】 《電路設(shè)計(jì)與制板 Protel DXP 典型實(shí)例》 老虎工作室 倪澤峰 江 中華 人民郵電出版社 【6】田健，郭會(huì)軍，王華民，等大功率IGBT瞬態(tài)保護(hù)研究 力電子技術(shù) 【7】《電力電子技術(shù)手冊(cè)》(精)/國(guó)外電氣工程名著譯叢 機(jī)械 工業(yè)出版社 (200401 出版) 西安 機(jī)械工業(yè)出版社 北京人民郵電出版社 【3】 《Protel DXP 電路設(shè)計(jì)制版入門與提高》 雪茗齋電腦教育研究室 221