本文把所研制的IGBT驱动保护电路应用在电磁感应加热系统上，并且针对注塑机的特点设计了一款电磁感应加热系统。其中包括整流滤波电路、半桥逆变电路、控制电路、驱动电路和温度、电流等检测电路。本文的另一个重点分析了IGBT对驱动保护电路的要求，并且研制了一种单管IGBT驱动保护电路和一种IGBT半桥模块驱动保护电路。单管1GBT驱动电路的功能比较简单，只具有软关断和过流保护功能。而IGBT半桥模块驱动保护电路功能比较多，具有软关断、互锁、电平转换、错误信号电平转换、过流保护、供电电压监视、电源隔离和脉冲隔离电路等保护功能，适用于中大功率的IGBT半桥模块驱动。在电磁感应加热部分介绍了电磁感应加热的工作原理，分析了串并联谐振逆变器的拓扑结构和特点。根据注塑机的实际应用设计了两款主电路的拓扑结构，一款是针对小功率部分加热的拓扑结构，是单管IGBT的拓扑结构，另一款是针对中大功率加热部分的半桥IGBT拓扑结构。另外介绍了电磁感应加热的控制电路以及采用模糊PID算法对注塑机料筒进行温度监控调节。最后通过对系统的仿真和实验调试表明整个感应加热系统满足实际应用要求，运行可靠，适合于再注塑机行业中推广。最后，总结了本文的研究内容，并在此基础上对以后的工作做出了简单的展望。
上传时间： 2022-06-21
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变频器是指利用电力电子器件将工颊的交流电源变换为用户所需频率的交流电源，它分为直接变频（交一交变频）和间接变频（交一直-交变频），间接变频技术在稳频稳压和调频调压的利用率以及变频电源对负载特性的影响等方面，都具有明显的优势，是目前变频技术领域普遍采取的方式，本课题所研究的正是间接变频中的脉宽调制（PWM）变频器技术由于IGBT器件的开关速度很快，当IGBT关断或绩流二极管反向恢复时会产生很大的di/dr，该dild在主电路的布线电感上引发较大的尖峰电压（关断浪涌电压）.在采用PWM开关控创模式的IGBT变频器中，IGBT的开关状态不但与PWM脉冲有关，还与变频器主电路元器件及负载特性有很大关系，为了确保IGBT安全可靠的工作，有必要进一步分析主电路和缓冲电路各器件的工作情况和接相过程，以期设计出有效的IGBT保护电路。本文推导了两电平PWM三相变频器的数学模型，对变频器主电路的换相过程及缓冲电路的工作方式利用PSIM软件进行了细致的仿真分析，同时也仿真研究了布线电感及缓冲电路各参数对1GBT关断电压的影响；详细介绍了变频器所包含的各电路环节的理论基础及设计过程：并在大量的文献资料和相关仿真分析的基础上推导出套级冲电路器件参数的计算公式，实践表明计算结果符合要求并取得了良好的效果。经过大量的实验和反复的改进，并给出了调试结果及变频器的额定输出电压、电流波形。通过将试验结果与理论外析进行比较验证，证明了理论分析的合理性，本文所研究设计的变频器性能稳定，运行可靠，完全满足设计要求.
上传时间： 2022-06-21
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近年来，对器件的失效分析已经成为电力电子领域中一个研究热点。本论文基于现代电力电子装置中应用最广的IGBT器件，利用静态测试仪3716，SEM（Scanning Electrom Microscope，扫描电子显微镜）、EDX（Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy、能量色散x射线光谱仪）、FIB（Focused lon beam，聚焦高子束）切割、TEM（Thermal Emmision Microscope，高精度热成像分析仪）等多种分析手段对模块应用当中失效的1GBT芯片进行电特性分析、芯片解剖并完成失效分析，并基于相应的失效模式提出了封装改进方案。1，对于栅极失效的情况，本论文先经过电特性测试完成预分析，并利用THEMOS分析出栅极漏电流通路，找到最小点并进行失效原因分析，针对相应原因提出改进方案。2，针对开通与关断瞬态过电流失效，采用研磨、划片等手段进行芯片的解剖。并用SEM与EDX对芯片损伤程度进行评估分析，以文献为参考进行失效原因分析，利用saber仿真进行失效原因验证。3，针对通态过电流失效模式，采用解剖分析来评估损伤情况，探究失效原因，并采用电感钳位电路进行实验验证。4，针对过电压失效模式，采用芯片解剖方式来分析失效点以及失效情况，基于文献归纳并总结出传统失效原因，并通过大量实验得出基于封装的失效原因，最后采用saber仿真加以验证。
标签： igbt
上传时间： 2022-06-21
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1，Vs：集射极阻断电压在可使用的结温范围内，栅极和发射极短路状况下，集射极最高电压。手册里一般为25℃下的数据，随着结温的降低，VcEs会逐渐降低。由于模块内外部的杂散电感，IGBT在关断时Vcs最容易超过限值2，Poat：最大允许功耗在25℃时，IGBT开关的最大允许功率损耗，即通过结到壳的热帆所允许的最大耗散功Pat =（Ty-T）/Rtaie其中，Ty为结温， 为环境温度。二极管的最大功耗可以用同样的公式获得。在这里，顺便解释下这几个热阻，Rtice 结到壳的热阻抗，乘以发热量获得结与克的温差；Rthig芯片热源到周围空气的总热阻抗，乘以发热量获得器件温升；Rehb芯片结与PCB间的热阻抗，乘以单板散热量获得与单板的温差。
标签： igbt
上传时间： 2022-06-21
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一、IGBT 驱动1 驱动电压的选择IGBT 模块GE 间驱动电压可由不同地驱动电路产生。典型的驱动电路如图1 所示。图1 IGBT 驱动电路示意图Q1，Q2 为驱动功率推挽放大，通过光耦隔离后的信号需通过Q1，Q2 推挽放大。选择Q1，Q2 其耐压需大于50V 。选择驱动电路时，需考虑几个因素。由于IGBT 输入电容较MOSFET 大，因此IGBT 关断时，最好加一个负偏电压，且负偏电压比MOSFET 大， IGBT 负偏电压最好在-5V~-10V 之内；开通时，驱动电压最佳值为15V 10％ ,15V 的驱动电压足够使IGBT 处于充分饱和，这时通态压降也比较低，同时又能有效地限制短路电流值和因此产生的应力。若驱动电压低于12V ，则IGBT 通态损耗较大， IGBT 处于欠压驱动状态；若 VGE >20V ，则难以实现电流的过流、短路保护，影响 IGBT 可靠工作。2 栅极驱动功率的计算由于IGBT 是电压驱动型器件，需要的驱动功率值比较小，一般情况下可以不考虑驱动功率问题。但对于大功率IGBT ，或要求并联运行的IGBT 则需要考虑驱动功率。IGBT 栅极驱动功率受到驱动电压即开通VGE( ON )和关断 VGE( off ) 电压，栅极总电荷 QG 和开关 f 的影响。栅极驱动电源的平均功率 PAV 计算公式为：PAV =（VGE(ON ) +VGE( off ) ）* QG *f对一般情况 VGE( ON ) =15V，VGE( off ) =10V，则 PAV 简化为： PAV =25* QG *f。f 为 IGBT 开关频率。栅极峰值电流 I GP 为：
上传时间： 2022-06-21
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IGBT关断电压尖峰是其中的主要问题，解决它的最有效方法是采用叠层母线连接器件。针对二极管籍位型三电平拓扑两个基本强追换流回路，本文用ANSOFT Q3D软件比较研究了三类适用于多层母线排的叠层方案，并提出了一种新颖的叠层母线分组连接结构，结合特殊设计的吸收电容布局，减小了各IGBT模块的关断过冲，省去阻容吸收电路，并优化了高频电流在不同电容间的分布，抑制电解电容发热。通过理论计算与仿真两种方式计算该设计方案的杂散电感，并用实验加以证实。本文还设计了大面积一体化水冷散热器，表面可以贴装15个功率器件和若干传感器和平衡电阻，采用水冷方式以迅速带走满载运行时开关器件的损耗发热，并能达到结构紧凑和防爆的效果。在散热器内部设计了细槽水道结构以避开100多个定位螺孔，同时可以获得更大的热交换面积。本文分析了SCALE驱动芯片的两类器件级短路保护原理，并设计了针对两类保护动作的阈值测试实验，以确保每个器件在安全范围内工作；设计了系统控制和三类系统级保护电路：驱动板和控制板的布局布线经过合理安排能在较强的电磁干扰下正常工作。论文最后，在电抗器、电阻器、异步感应电机等不同类型、各功率等级负载下，对变流模块进行了测试，并解决了直流中点电压平衡问题。各实验证实了设计理论并体现了良好的应用效果。
上传时间： 2022-06-22
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固态电源的基本任务是安全、可靠地为负载提供所需的电能。对电子设备而言，电源是其核心部件。负载除要求电源能供应高质量的输出电压外，还对供电系统的可靠性等提出更高的要求IGBT是一种目前被广泛使用的具有自关断能力的器件，开关频率高，广泛应用于各类固态电源中。但如果控制不当，它很容易损坏。一般认为IGBT损坏的主要原因有两种：一是IGBT退出饱和区而进入了放大区，使得开关损耗增大；二是IGBT发生短路，产生很大的瞬态电流，从而使IGBT损坏。IGBT的保护通常采用快速自保护的办法，即当故障发生时，关断ICBT驱动电路，在驱动电路中实现退饱和保护；或者当发生短路时，快速地关断IGBT，根据监测对象的不同，ICBT的短路保护可分为U，监测法或U..监测法，二者原理基本相似，都是利用集电极电流1e升高时U，或U.也会升高这一现象。当U2或U..超过UtU.就自动关断IGBT的驱动电路。由于U，在发生故障时基本不变，而U.的变化较大，并且当退饱和发生时，U.变化也小，难以掌握，因而在实践中一般采用U.监测技术来对ICBT进行保护。本文研究的IGBT保护电路，是通过对IGBT导通时的管压降U.进行监测来实现对IGBT的保护。
上传时间： 2022-06-22
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内容摘要电力电子为人类做出了不可磨灭的贡献，因此研究电力电子件是为时代所需。本次课程设计为三相半波整流电路的设计，本组选择方案为三相半波可控整流电路的设计。主要分为三大模块：主电路一触发电路和保护电路，其中触发电路为集成电路。所选器件基本为电阻-电感和门极可关断晶闸管（GTO）等。由于当负载为电阻和电阻电感时的电路的工作情况不同，所以电路中对它们各自工作的情况进行系统而详细的分析。设计中对电路的工作原理以及电路器件的数计算等均有涉及。根据计算的结果，又遵循经济安全的原则，设计中对器件的型号做出了最后的选择。由于时间仓促，难免有些差错，望批评指正。1设计要求（1）输入电压：三相交流380V、5012（2）输出功率：2KW（3）用集成电路组成触发电路（4）负载性质：电阻、电阻电感（5）对电路进行设计计算说明（6）计算所用元器件型号参数2整流电路的分类及案选择整流电路将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。可以从多种角度对整流电路进行分类：按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按组成的器件可分为不可控半控一全控三种；按交流输入相数可分为单相电路和多相电路；按电压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍和双拍电路。鉴于本课程设计，需要三相半波整流电路，可有两种方案选择：方案1，三相半波不可控整流电路；方案2，三相半波可控整流电路。对于三相半波不可控整流电路，电路中采用了三个二极管整流，此电路不需要触发电路，同时负载电压不可调，而三相半波可控整流电路，电路中采用三个晶闸管整流，电路中有专门的触发电路，触发电路适时的给予脉冲，可调节输出电压，可适合不同电压的要求，并且直流脉动小，可承受整流负载较大，常见使用等优点，所以本次课程设计选择三相半波可控整流电路，即方案2，其大体图形如图（1）。
上传时间： 2022-06-24
上传用户：bluedrops
电容滤波电路单相桥式电容滤波整流电路。在负载电阻上并联了一个滤波电容C。（1）滤波原理若电路处于正半周，二极管D1、D，导通，变压器次端电压v，给电容器C充电。此时C相当于并联在v以上，所以输出波形同v，，是正弦形。在刚过90°时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，二极管关断。所以，在到，时刻，二极管导电，C充电，ye=x1按正弦规律变化；t2到t，时刻二极管关断，y。=x1按指数曲线下降，放电时间常数为RL.C。
标签： 整流电路
上传时间： 2022-06-25
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目前，小功率通用或专用变频器以及交流变频家电产品大多采用典型的交-直-交电压型逆变器（vsi）结构，逆变实现一般采用双极性 pwm调制技术，即在同一逆变桥臂上、下 2个开关管施加互补的触发信号。由于开关管自身的特性：开通和关断都需要一定的时间，且关断时间比开通时间要长。因此，若按照理想的触发信号控制开关管的开通和关断，就可能导致同一桥臂的2个开关管直通而损坏开关器件。为了防止这种直通现象的发生，必须在它们开通和关断之间插入一定延时的时间，这个延时时间就称为死区。死区时间内2个开关管都处于关断状态，负载电流通过反并联二极管续流，负载电压不受开关管控制，由此造成负载电压波形发生畸变，逆变器的平均输出电压降低，并产生与死区时间以及调制比成正比的3，5，7，…次谐波分量，进而影响到电动机的输入电流和运行质量。当逆变器工作在低输出频率、开关频率较高和负载感性很弱时这种影响相当严重[1.2]。为此，需要对死区的影响进行补偿，以提高变频器的输出性能和改善电动机的运行工况。常用的补偿方法有电流反馈型和电压反馈型，也有单边补偿与双边补偿、纯硬件补偿与硬件软件结合补偿等具体手段，但其工作原理相似，都是产生一个与死区引起的误差波形反向的波形，以抵消死区的作用[3.10].motorola公司推出的电动机专用控制芯片mr16内部集成了专门的死区补偿硬件电路，只需要简单的外围电流极性检测和简单的软件编程就可以实现可靠的死区补偿
上传时间： 2022-06-26
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