IGBT直流斬波電路的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)原理分析1.1總體結(jié)構(gòu)分析直流斬波電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。它在電源的設(shè)計(jì)上有很重要的應(yīng)用。一般來說，斬波電路的實(shí)現(xiàn)都要依靠全控型器件。在這里，我所設(shè)計(jì)的是基于IGBT的降壓斬波短路。直流降壓斬波電路主要分為三個部分，分別為主電路模塊，控制電路模塊和驅(qū)動電路模塊。電路的結(jié)構(gòu)框圖如下圖（圖1）所示。除了上述主要結(jié)構(gòu)之外，還必須考慮電路中電力電子器件的保護(hù)，以及控制電路與主電路的電器隔離。1.2主電路的設(shè)計(jì)主電路是整個斬波電路的核心，降壓過程就由此模塊完成。其原理圖如圖2所示。如圖，IGBT在控制信號的作用下開通與關(guān)斷。開通時，二極管截止，電流io流過大電感L，電源給電感充電，同時為負(fù)載供電。而IGBT截止時，電感L開始放電為負(fù)載供電，二極管VD導(dǎo)通，形成回路。IGBT以這種方式不斷重復(fù)開通和關(guān)斷，而電感L足夠大，使得負(fù)載電流連續(xù)，而電壓斷續(xù)。從總體上看，輸出電壓的平均值減小了。輸出電壓與輸入電壓之比a由控制信號的占空比來決定。這也就是降壓斬波電路的工作原理。降壓斬波的典型波形如下圖所示。
上傳時間： 2022-06-20
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在一般較低性能的三相電壓源逆變器中， 各種與電流相關(guān)的性能控制， 通過檢測直流母線上流入逆變橋的直流電流即可，如變頻器中的自動轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、轉(zhuǎn)差率補(bǔ)償?shù)取Ｍ瑫r， 這一檢測結(jié)果也可以用來完成對逆變單元中IGBT 實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)等功能。因此在這種逆變器中， 對IGBT 驅(qū)動電路的要求相對比較簡單， 成本也比較低。這種類型的驅(qū)動芯片主要有東芝公司生產(chǎn)的TLP250，夏普公司生產(chǎn)的PC923等等。這里主要針對TLP250 做一介紹。TLP250 包含一個GaAlAs 光發(fā)射二極管和一個集成光探測器， 8腳雙列封裝結(jié)構(gòu)。適合于IGBT 或電力MOSFET 柵極驅(qū)動電路。圖2為TLP250 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖， 表1 給出了其工作時的真值表。TLP250 的典型特征如下：1） 輸入閾值電流（ IF） ： 5 mA（ 最大） ；2） 電源電流（ ICC） ： 11 mA（ 最大） ；3） 電源電壓（ VCC） ： 10～ 35 V；4） 輸出電流（ IO） ： ± 0.5 A（ 最小） ；5） 開關(guān)時間（ tPLH /tPHL ） ： 0.5 μ（ s 最 大 ） ；6） 隔離電壓： 2500 Vpms（最小）。表2 給出了TLP250 的開關(guān)特性，表3 給出了TLP250 的推薦工作條件。注： 使 用 TLP250 時 應(yīng) 在 管 腳 8和 5 間 連 接 一 個 0.1 μ的 F 陶 瓷 電 容 來穩(wěn)定高增益線性放大器的工作， 提供的旁路作用失效會損壞開關(guān)性能， 電容和光耦之間的引線長度不應(yīng)超過1 cm。圖3 和圖4 給出了TLP250 的兩種典型的應(yīng)用電路。
標(biāo)簽： igbt
上傳時間： 2022-06-20
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目前以IGBT為開關(guān)器件的串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源在大功率和高頻下的研究是一個熱點(diǎn)和難點(diǎn)，為彌補(bǔ)采用模擬電路搭建而成的控制系統(tǒng)的不足，對感應(yīng)加熱電源數(shù)字化控制研究是必然趨勢。本文以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對象，采用T公司的TMS320F2812為控制芯片實(shí)現(xiàn)電源控制系統(tǒng)的數(shù)字化。首先分析了串聯(lián)諾振型感應(yīng)加熱電源的負(fù)載特性和調(diào)功方式，確定了采用相控整流調(diào)功控制方式，接著分析了串聯(lián)諾振逆變器在感性和容性狀態(tài)下的工作過程確定了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)。本文設(shè)計(jì)了電源主電路參數(shù)并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建了整個系統(tǒng)，仿真分析了串聯(lián)譜振型感應(yīng)加熱電源的半壓啟動模式及鎖相環(huán)頻率跟蹤能力和功率調(diào)節(jié)控制。針對感應(yīng)加熱電源的數(shù)字控制系統(tǒng)，在討論了晶閘管相控觸發(fā)和鎖相環(huán)的工作原理及研究現(xiàn)狀下詳細(xì)地分析了本課題基于DSP晶閘管相控脈沖數(shù)字觸發(fā)和數(shù)字鎖相環(huán)（DPL）的實(shí)現(xiàn)，得出它們各自的優(yōu)越性，同時分析了感應(yīng)加熱電源的功率控制策略，得出了采用數(shù)字PI積分分離的控制方法。本文采用T1公司的TMS320F2812作為系統(tǒng)的控制芯片，搭建了控制系統(tǒng)的DSP外圍硬件電路，分析了系統(tǒng)的運(yùn)行過程并編寫了整個控制系統(tǒng)的程序。最后對控制系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)，驗(yàn)證了理論分析的正確性和控制方案的可行性。
標(biāo)簽： igbt 串聯(lián)諧振 電源
上傳時間： 2022-06-20
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摘要：對幾種三相逆變器中常用的IGBT驅(qū)動專用集成電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對TLP250，EXB系列和M579系列進(jìn)行了深入的討論，給出了它們的電氣特性參數(shù)和內(nèi)部功能方框圖，還給出了它們的典型應(yīng)用電路。討論了它們的使用要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，對每種驅(qū)動芯片進(jìn)行了IGBT的驅(qū)動實(shí)驗(yàn)，通過有關(guān)的波形驗(yàn)證了它們的特點(diǎn)，最后得出結(jié)論：IGBT驅(qū)動集成電路的發(fā)展趨勢是集過流保護(hù)、驅(qū)動信號放大功能、能夠外接電源且具有很強(qiáng)抗干擾能力等于一體的復(fù)合型電路。關(guān)鍵詞：絕緣柵雙極晶體管：集成電路；過流保護(hù)1前言電力電子變換技術(shù)的發(fā)展，使得各種各樣的電力電子器件得到了迅速的發(fā)展.20世紀(jì)80年代，為了給高電壓應(yīng)用環(huán)境提供一種高輸入阻抗的器件，有人提出了絕緣門極雙極型品體管（IGBT）[1].在IGBT中，用一個MoS門極區(qū)來控制寬基區(qū)的高電壓雙極型晶體管的電流傳輸，這藏產(chǎn)生了一種具有功率MOSFET的高輸入阻抗與雙極型器件優(yōu)越通態(tài)特性相結(jié)合的非常誘人的器件，它具有控制功率小、開關(guān)速度快和電流處理能力大、飽和壓降低等性能。在中小功率、低噪音和高性能的電源、逆變器、不間斷電源（UPS）和交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，它是日前最為常見的一種器件。
上傳時間： 2022-06-21
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MOSFET和IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同, 決定了其應(yīng)用領(lǐng)域的不同.1, 由于MOSFET的結(jié)構(gòu), 通常它可以做到電流很大, 可以到上KA,但是前提耐壓能力沒有IGBT強(qiáng)。2,IGBT 可以做很大功率, 電流和電壓都可以, 就是一點(diǎn)頻率不是太高, 目前IGBT硬開關(guān)速度可以到100KHZ,那已經(jīng)是不錯了. 不過相對于MOSFET的工作頻率還是九牛一毛,MOSFET可以工作到幾百KHZ,上MHZ,以至幾十MHZ,射頻領(lǐng)域的產(chǎn)品.3, 就其應(yīng)用, 根據(jù)其特點(diǎn):MOSFET應(yīng)用于開關(guān)電源, 鎮(zhèn)流器, 高頻感應(yīng)加熱, 高頻逆變焊機(jī), 通信電源等等高頻電源領(lǐng)域;IGBT 集中應(yīng)用于焊機(jī), 逆變器, 變頻器,電鍍電解電源, 超音頻感應(yīng)加熱等領(lǐng)域開關(guān)電源 (Switch Mode Power Supply ；SMPS) 的性能在很大程度上依賴于功率半導(dǎo)體器件的選擇，即開關(guān)管和整流器。雖然沒有萬全的方案來解決選擇IGBT還是MOSFET的問題，但針對特定SMPS應(yīng)用中的IGBT 和 MOSFET進(jìn)行性能比較，確定關(guān)鍵參數(shù)的范圍還是能起到一定的參考作用。本文將對一些參數(shù)進(jìn)行探討，如硬開關(guān)和軟開關(guān)ZVS ( 零電壓轉(zhuǎn)換) 拓?fù)渲械拈_關(guān)損耗，并對電路和器件特性相關(guān)的三個主要功率開關(guān)損耗—導(dǎo)通損耗、傳導(dǎo)損耗和關(guān)斷損耗進(jìn)行描述。此外，還通過舉例說明二極管的恢復(fù)特性是決定MOSFET或 IGBT 導(dǎo)通開關(guān)損耗的主要因素， 討論二極管恢復(fù)性能對于硬開關(guān)拓?fù)涞挠绊憽?dǎo)通損耗除了IGBT的電壓下降時間較長外， IGBT和功率MOSFET的導(dǎo)通特性十分類似。由基本的IGBT等效電路（見圖1）可看出，完全調(diào)節(jié)PNP BJT集電極基極區(qū)的少數(shù)載流子所需的時間導(dǎo)致了導(dǎo)通電壓拖尾（ voltage tail ）出現(xiàn)。
上傳時間： 2022-06-21
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隨著全控型器件（目前主要是功率MOSPET與IGBT）的廣泛使用以及脈寬調(diào)制技術(shù)的成熟，高頻軟開關(guān)電源也獲得了極快地發(fā)展。變換電能的電源是以滿足人們使用電源的要求為出發(fā)點(diǎn)的，根據(jù)不同的使用要求和特點(diǎn)對發(fā)出電能的電源再進(jìn)行一次變換。這種變換是把種形態(tài)的電能變換為另一種形態(tài)的電能，它可以是交流電和直流電之間的變換，也可以是電壓或電流幅值的變換，或者是交流電的頻率、相位等變換，軟開關(guān)電源輸入和輸出都是電能，它屬于變換電能的電源。本論文研究了一種新型雙管正激軟開關(guān)DC/DC變換器電路拓?fù)洹Ｖ鞴β势骷捎肐GBT元件，由功率二極管、電感、電容組成的諧振網(wǎng)絡(luò)改善IGBT的開關(guān)條件，克服了傳統(tǒng)開關(guān)在開通和閉合過程中會產(chǎn)生功率損耗，并且降低開關(guān)靈敏性的弊端。該論文對IGBT的軟開關(guān)電源進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)和仿真，最后設(shè)計(jì)出了一臺輸出電壓為48V、輸出功率為1.5kW、工作頻率為80kHz、諧振頻率為350kHz的開關(guān)電源理論模型。
標(biāo)簽： igbt 開關(guān)電源
上傳時間： 2022-06-21
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本文只是論述由單只IGBT管子或雙管做成的逆變模塊，及其有關(guān)測量和判斷好壞的方法。IPM模塊不在本文討論內(nèi)容之內(nèi)。場效應(yīng)管子有開關(guān)速度快、電壓控制的優(yōu)點(diǎn)，但也有導(dǎo)通壓降大，電壓與電流容量小的缺點(diǎn)。而雙極型器件恰恰有與其相反的特點(diǎn)，如電流控制、導(dǎo)通壓降小，功率容量大等，二者復(fù)合，正所謂優(yōu)勢互補(bǔ)。IGBT管子，或者1GBT模塊的由來，即基于此。從結(jié)構(gòu)上看，類似于我們都早已熟悉的復(fù)合放大管，輸出管為一只PNP型三極管，而激勵管是一只場效應(yīng)管，后者的漏極電流形成了前者的基極電流。放大能力是兩管之積。IGBT管子的等效電路及符號如下圖：
上傳時間： 2022-06-21
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MOD（模式選擇）MOD 輸入，可以選擇工作模式直接模式如果MOD 輸入沒有連接（懸空） ，或連接到VCC，選擇直接模式，死區(qū)時間由控制器設(shè)定。該模式下，兩個通道之間沒有相互依賴關(guān)系。輸入INA 直接影響通道1，輸入INB直接影響通道2。在輸入（ INA 或INB ）的高電位， 總是導(dǎo)致相應(yīng)IGBT 的導(dǎo)通。每個IGBT接收各自的驅(qū)動信號。半橋模式如果MOD 輸入是低電位（連接到GND），就選擇了半橋模式。死區(qū)時間由驅(qū)動器內(nèi)部設(shè)定， 該模式下死區(qū)時間Td 為3us。輸入INA 和INB 具有以下功能： 當(dāng)INB 作為使能輸入時， INA 是驅(qū)動信號輸入。當(dāng)輸入INB 是低電位，兩個通道都閉鎖。如果INB 電位變高，兩個通道都使能，而且跟隨輸入INA 的信號。在INA 由低變高時，通道2 立即關(guān)斷， 1 個死區(qū)時間后，通道1 導(dǎo)通。只
上傳時間： 2022-06-21
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摘要：為解決絕緣柵雙極性品體管（ICET）在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)的過流擊穿問題，在分析了ICET過流特性和過流檢測方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)過流時IGBT集電極電流的大小分別設(shè)計(jì)了過載保護(hù)電路和短路保護(hù)電路。過載保護(hù)電路在檢測到過載時立即關(guān)斷ICBT.根據(jù)不同的過載保護(hù)要求可實(shí)現(xiàn)持續(xù)封鎖、固定時間封鎖及單周期封鎖ICBT的驅(qū)動信號；短路保護(hù)電路通過檢測IGBT通態(tài)壓降判別短路故障，利用降柵壓、軟關(guān)斷和降頓綜合保護(hù)技術(shù)降低短路電流并安全關(guān)斷IGBT，詳細(xì)闡述了保護(hù)電路的保護(hù)機(jī)制及電路原理，最后對設(shè)計(jì)的所有保護(hù)電路進(jìn)行了對應(yīng)的過流保護(hù)測試，給出了測試波形圖。試驗(yàn)結(jié)果表明，IGBT保護(hù)電路能及時進(jìn)行過流檢測并準(zhǔn)確動作，IGBT在不同的過流情況下都得到了可靠保護(hù)關(guān)鍵詞：絕緣柵雙極性晶體管；過流保護(hù)；降棚壓；軟關(guān)斷
上傳時間： 2022-06-21
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IGBT在以變頻器及各類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)動功率小、控制電路簡單、開關(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)用還依賴于電路條件和開關(guān)環(huán)境。因此，IGBT的驅(qū)動和保護(hù)電路是電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，是整個裝置運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為解決IGBT的可靠驅(qū)動問題，國外各IGBT生產(chǎn)廠家或從事IGBT應(yīng)用的企業(yè)開發(fā)出了眾多的IGBT驅(qū)動集成電路或模塊，如國內(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IR公司生產(chǎn)的1R21系列等。但是，EXB8系列、M579系列和IR21系列沒有軟關(guān)斷和電源電壓欠壓保護(hù)功能，而惠普生產(chǎn)的HCLP-316]有過流保護(hù)、欠壓保護(hù)和1GBT軟關(guān)斷的功能，且價格相對便宜，因此，本文將對其進(jìn)行研究，并給出1700v，200~300A IGBT的驅(qū)動和保護(hù)電路。
標(biāo)簽： igbt
上傳時間： 2022-06-21
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