摘要：对几种三相逆变器中常用的IGBT驱动专用集成电路进行了详细的分析，对TLP250，EXB系列和M579系列进行了深入的讨论，给出了它们的电气特性参数和内部功能方框图，还给出了它们的典型应用电路。讨论了它们的使用要点及注意事项，对每种驱动芯片进行了IGBT的驱动实验，通过有关的波形验证了它们的特点，最后得出结论：IGBT驱动集成电路的发展趋势是集过流保护、驱动信号放大功能、能够外接电源且具有很强抗干扰能力等于一体的复合型电路。关键词：绝缘栅双极晶体管：集成电路；过流保护1前言电力电子变换技术的发展，使得各种各样的电力电子器件得到了迅速的发展.20世纪80年代，为了给高电压应用环境提供一种高输入阻抗的器件，有人提出了绝缘门极双极型品体管（IGBT）[1].在IGBT中，用一个MoS门极区来控制宽基区的高电压双极型晶体管的电流传输，这藏产生了一种具有功率MOSFET的高输入阻抗与双极型器件优越通态特性相结合的非常诱人的器件，它具有控制功率小、开关速度快和电流处理能力大、饱和压降低等性能。在中小功率、低噪音和高性能的电源、逆变器、不间断电源（UPS）和交流电机调速系统的设计中，它是日前最为常见的一种器件。
上传时间： 2022-06-21
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IGBT在以变频器及各类电源为代表的电力电子装置中得到了广泛应用.IGBT集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体，具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快和工作频率高等优点。但是，IGBT和其它电力电子器件一样，其应用还依赖于电路条件和开关环境。因此，IGBT的驱动和保护电路是电路设计的难点和重点，是整个装置运行的关键环节。为解决IGBT的可靠驱动问题，国外各IGBT生产厂家或从事IGBT应用的企业开发出了众多的IGBT驱动集成电路或模块，如国内常用的日本富士公司生产的EXB8系列，三菱电机公司生产的M579系列，美国IR公司生产的1R21系列等。但是，EXB8系列、M579系列和IR21系列没有软关断和电源电压欠压保护功能，而惠普生产的HCLP-316]有过流保护、欠压保护和1GBT软关断的功能，且价格相对便宜，因此，本文将对其进行研究，并给出1700v，200~300A IGBT的驱动和保护电路。
标签： igbt
上传时间： 2022-06-21
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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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摘要：本文在分析1GBT的动态开关特性和过流状态下的电气特性的基础上，通过对常规的IGBT推挽驱动电路进行改进，得到了具有良好过流保护特性的IGBT驱动电路。该电路简单，可靠，易用，配合DSP等控制芯片能达到很好的驱动效果Abstract：Based on the studies on the dynamic switching and over-current characteristics of IGBT，this paper makes some improvments to the original push-pull driving circuit，obtains a new IGBT driving circuit which has a good over-current protection function.The circuit is simple，reliable and easy to use.Combined with controlling chips such as DSP it will do a great job in driving applications.关键词：IBGT：开关特性；驱动；过流保护；Key Words:IGBT；switching characteristics；driving:over-current protection
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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1前言莱钢型钢厂大型生产线传动系统采用西门子SIMOVERT MASTER系列PWM交-直-交电压型变频器供电，变频器采用公共直流母线式结构；冷床传输链采用4台电机单独传动，每台电机分别由独立的逆变单元控制，逆变单元的控制方式为无速度编码器的矢量控制，相互之间依靠速度给定的同时性保持同步。自2005年投入生产以来，冷床传输链运行较为稳定，但2007年2月以后，冷床传输链逆变单元频繁出现绝缘栅双极型晶体管（Insolated Gate Bipolar Transistor，IGBT）损坏现象，具体故障情况统计见表1由表1可知，冷床传输链4台逆变器都出现过IGBT损坏的现象，故障代码是F025和F0272原因分析1）IGBT损坏一般是由于输出短路或接地等外部原因造成。但从实际情况上看，检查输出电缆及电机等外部条件没有问题，并且更换新的IGBT后，系统可以立即正常运行，从而排除了输出短路或接地等外部条件造成IGBT损坏。2）IGBT存在过压。该系统采用公共直流母线控制方式，制动电阻直接挂接于直流母线上，当逆变单元的反馈能量使直流母线电压超过DC 715 V时，制动单元动作，进行能耗制动；此外挂接于该直流母线上的其他逆变单元并没有出现IGBT损坏的现象，因此不是由于制动反馈过压造成IGBT烧坏。3）由于负荷分配不均造成出力大的IGBT损坏。从实际运行波形上看，负荷分配相对较为均匀，相互差别仅为2%左右，应该不会造成IGBT损坏。此外，4只逆变单元都出现了IGBT损坏现象，如果是由于负荷分配不均造成，应该出力大的逆变单元IGBT总是烧坏，因此排除由于负荷分配不均造成IGBT损坏。4）逆变单元容量选择不合适，装置容量偏小造成长期过流运行，从而导致IGBT烧毁。逆变单元型号及电机参数：额定功率90kw，额定电流186A，负载电流169 A，短时电流254 A，中间同路额定电流221 A，电源电流205 A，电机功率110kw，电机额定电流205 A，电机正常运行时的电流及转矩波形如图1所示。
上传时间： 2022-06-22
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IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）绝缘栅双极型品体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFEt高输入阻抗和GT的低导通压降两方面的优点。IGB综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。成为功率半导体器件发展的主流，广泛应用于风电、光伏、电动汽车、智能电网等行业中。在电动汽车行业中，电机控制器、辅助动力系统，电动空调中，IGBT有着广泛的使用，大功率IGB多应用于电机控制器中，由于电动汽车电机控制器工作环境干扰比较大，IGBT的门极分布电容及实际开关中存在的米勒效应等寄生参数的直接影响到驱动电路的可靠性1电机控制器在使用过程中，在过流、短路和过压的情况下要对1GBT实行比较完善的保护。过流会引起电机控制器的温度上升，可通过温度传感器来进行检测，并由相应的电路来实现保护；过压一般发生在IGBT关断时，较大的di/dt会在寄生电感上产生了较高的电压，可通过采用缓冲电路来钳制，或者适当降低开关速率。短路故障发生后瞬时就会产生极大的电流，很快就会损坏1GBT，主控制板的过流保护根本来不及，必须由硬件电路控制驱动电路瞬间加以保护。因此驱动器的设计过程中，保护功能设计得是否完善，对系统的安全运行尤其重要。
上传时间： 2022-06-22
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IGBT是MOSFET和GTR的复合器件，它具有开关速度快、热稳定性好、驱动功率小和驱动电路简单的特点，又具有通态压降小、耐压高和承受电流大等优点.IGBT作为主流的功率输出器件，特别是在大功率的场合，已经被广泛的应用于各个领域。本文在介绍了1GBT结构、工作特性的基础上，针对风电变流器实验平台和岸电电源的实际应用，选择了各自的IGBT模块。然后对IGBT的驱动电路进行了深入地研究，详细地说明了IGBT对栅极驱动的一些特殊要求及应该满足的条件。接着对三种典型的驱动模块进行了分析，同时分别针对风电变流器实验平台和岸电电源，设计了三菱的M57962AL和Concept的2SD315A驱动模块的外围驱动电路。对于大功率的设备，电路中经常会遇到过流、过压、过温的问题，因此必要的保护措施是必不可少的。针对上述问题，本文分析了出现各种状况的原因，并给出了各自的解决方案：采用分散式和集中式过流保护相结合的方法实现过电流保护；采用缓存吸收电路及采样检测电路以防止过电压的出现；通过选择正确的散热器及利用铂电阻的特性来实施检测温度，从而使电路能够更好地可靠运行。同时，为了满足今后1.5MW风电变流器和试验电源等更大功率设备的需求，在性价比上更倾向于采用IGBT模块串、并联的方式来取代高耐压、大电流的单管1GBT.本文就同一桥臂的IGBT串联不均压，并联不均流的问题进行了阐述，并给出了相应的解决方案。最后针对上述的不平衡情形，采用PSpice对其进行仿真模拟，并通过加入均压、均流电路后的仿真结果，有效地说明了电路的可行性。
上传时间： 2022-06-22
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论文首先论述了线性稳压电源的基本原理，以此为基础对系统设计进行整体考虑，构建了系统整体架构，并制定了芯片的设计指标。利用小信号分析的方法对系统稳定性进行了分析讨论，根据系统稳定性原理，采用电容反馈补偿措施以确保系统稳定可靠根据设计指标，论文详细设计了芯片内部电路模块，包括：带隙基准电压源、误差放大器、过热保护、过流保护和使能电路等，通过综合比较晶体管的性能，确定调整管的类型，在基准电生源设计中，采用了电流相加的新型电路结构，使输出基准电压不仅具有良好的温度特性和电源电压抑制特性，而且克服了传统电路结构电压基准源的输出电压不能改变的缺点，提高了模块的可移植性，并充分考虑了低电压低功耗设计；在过热保护电路设计中，采用温度迟滞系统，克服了单温度保护点电路易受温度变化误触动的缺点。借助Cadence Spectre仿真软件完成仿真验证，实验结果表明，该系统在正常工作时，能得到3V稳定的输出电压，压降仪为150mv；在1K时电源抑制比为65.55dB，在10K时电源抑制比为50dB：在温度范围（-30℃-90℃）内系统能保持良好的稳定性，达到了设计要求，并完成了主要电路模块的版图设计与验证。
上传时间： 2022-06-23
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本论文以西安电子科技大学电路CAD所的科研项目“电源管理类集成电路关键技术理论研究与设计”为背景，设计了一款高性能降压型DC-DC和LDO双路输出控制器XD8912.论文首先对电源管理技术的现状以及发展趋势作了介绍；随后分析了线性稳压器及开关稳压器的基本结构和工作原理，并对电压模降压型PWM DC-DC的原理及其环路稳定性做了深入的研究；最后详细介绍了XD8912的设计过程，包括芯片性能系统规划、特性分析、电路实现以及仿真验证。XD8912不仅集成了大电流、高效率的电压模降压型PWM控制器，而且也集成了小电流、低噪声的线性稳压控制器，可以为高性能显卡、主板等设备供电。芯片采用同步整流技术，避免了肖特基二极管的使用，大大提高了芯片的工作效率。芯片内部设计了微调电路提高了电压基准的精度。设计了内部频率补偿电路取代芯片外部的补偿电容，有效提高了芯片的集成度。另外，芯片还集成了完备的保护电路，包括过温保护、欠压保护、过流保护等.文中对XD8912的系统及主要功能模块进行了详细的分析，并基于0.6um BCD工艺，利用Viewdraw，Hspice等EDA软件，完成了电路的设计和前仿真验证仿真结果表明，电路功能和性能指标均已达到设计要求。
上传时间： 2022-06-23
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