IGBT模块的一些基本知识2·怎样读数据手册3.IGBT的驱动电路4，电压尖峰吸收回路5·短路6，IGBT模块的可靠性和实效分析7，仿真软件Melcosim的使用方法8.一些注意事项正的门极电压推荐15V（±10%）如右图所示Vog越高Vceat和Eon越小，损耗减小。但是16.5V以上的话短路耐量很小。所以正的门极电压为+15v±10%最合适。负的门极电压推荐5~10V右图表示开关损失与-Vcg的关系。-Voa=5V时Eoff不再变化，所以最小值设定为-Vo-5合适。另外，IGBT门极上会有尖峰电压重叠，为了防止不出现过大的负电压-Vgの的电压为5~10V最合适。（在一些场合无负压也是可以的）1类短路>桥臂直通>短路回路中电感较小，电流的上升速度极快>容易通过检测Vce（sat）实现保护II类短路>相间短路或对地短路短路回路ф电感稍大，电流的上升速度较慢>可以使用vce（sat），也可以使用霍尔来实现保护>这类短路，回路ф的电感是不确定的
标签： igbt模块
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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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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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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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。
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上传时间： 2022-06-21
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0引言任何器件在工作时都有一定的损耗，大部分的损耗均变成热量。在实际应用过程中，大功率器件IGBT在工作时会产生很大的损耗，这些损耗通常表现为热量。为了使ICBT能正常工作，必须保证IGBT的耗散功率不大于最大允许耗散功率P额定1660 w，室温25℃时），必须保证1GBT的结温T，不超过其最大值Timar 50 ℃），因此必须采用适当的散热装置，将热量传导到外部环境。如果散热装置设计或选用不当，这些大功率器件因过热而损坏。为了在确定的散热条件下设计或选用合适的散热器，确保器件安全、可靠地工作，我们需进行散热计算。散热计算是通过计算器件工作时产生的损耗功率Pa、器件允许的结温T、环境温度T，求出器件允许的总热阻R，f-a）；：再根据Raf-a）求出最大允许的散热器到环境温度的热阻Rinf-）：最后根据Rbf-a）选取具有合适热阻的散热器。1 IGBT损耗分析及计算对于H型双极模式PWM系统中使用的1GBT模块，主要由IGBT元件和续流二极管FWD组成，它们各自发生的损耗之和就是IGBT本身的损耗。除此，加上1GBT的基极驱动功耗，即构成IGRT模块整体发生的损耗。另外，发生损耗的情况可分为稳态时和交换时。对上述内容进行整理可表述如下：
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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自20世纪80年代以来，以IGBT为代表的双极型复合器件的迅速发展，使得电力电子器件沿着高电压、大电流、高频化、模块化的方向发展，逆变技术日趋大容量化、高性能化，这使得采用大功率逆变电源作为舰船的主要供电电源成为可能。以igBT为主开关件的船大功逆变电源设计中，由于 KBт开关频率、开关速度的提高以及容量的提升（目前3 300 V-1 500 A的 KBT模块已投入实际应用），流经KBT的电流迅速变化，主电路母线的分布电感产生的瞬时电压尖峰会施加在KBT两端，如果处理不当，会使KBT的开关工作轨迹超出器件的SOA（Safe Operation Area安全工作区域），从而对逆变电源的正常运行构成威胁"1.本文对大功率逆变电源KBT关断时产生电压尖峰的机理进行了说明，并对影响关断电压尖峰的主要因素进行了分析。通过应用叠层复合母排降低了主电路母线的分布电感，通过设计合适的吸收电路改善了开关轨迹，从而抑制关断电压尖峰，使大功率逆变电源的开关器件运行在可靠的工作范围内。
上传时间： 2022-06-21
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本文以感应加热电源为研究对象，阐述了感应加热电源的基本原理及其发展趋势。对感应加热电源常用的两种拓扑结构-电流型逆变器和电压型逆变器做了比较分析，并分析了感应加热电源的各种调功方式。在对比几种功率调节方式的基础上，得出在整流侧调功有利于高频感应加热电源频率和功率的提高的结论，选择了不控整流加软斩波器调功的感应加热电源作为研究对象，针对传统硬斩波调功式感应加热电源功率损耗大的缺点，采用软斩波调功方式，设计了一种零电流开关准诺振变换器ZCS-QRCs（Zero-current-switching-Quasi-resonant）倍频式串联 振高频感应加热电源。介绍了该软斩波调功器的组成结构及其工作原理，通过仿真和实验的方法研究了该软斩波器的性能，从而得出该软斩波器非常适合大功率高频感应加热电源应用场合的结论。同时设计了功率闭环控制系统和PI功率调节器，将感应加热电源的功率控制问题转化为Buck斩波器的电压控制问题。针对目前IGBT器件频率较低的实际情况，本文提出了一种新的逆变拓扑-通过IGBT的并联来实现倍频，从而在保证感应加热电源大功率的前提下提高了其工作频率，并在分析其工作原理的基础上进行了仿真，验证了理论分析的正确性，达到了预期的效果。另外，本文还设计了数字锁相环（DPLL），使逆变器始终保持在功率因数近似为1的状态下工作，实现电源的高效运行。最后，分析并设计了1GBT的缓冲吸收电路。本文第五章设计了一台150kHz，10KW的倍频式感应加热电源实验样机，其中斩波器频率为20kHz，逆变器工作频率为150kHz（每个IGBT工作频率为75kHz），控制孩心采用TI公司的TMS320F2812 DSP控制芯片，简化了系统结构。实验结果表明，该倍频式感应加热电源实现了斩波器和逆变器功率器件的软开关，有效的减小了开关损耗，并实现了数字化，提高了整机效率。文章给出了整机的结构设计，直流斩波部分控制框图，逆变控制框图，驱动电路的设计和保护电路的设计。同时，给出了关键电路的仿真和实验波形。
上传时间： 2022-06-22
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