本文所研究的课题是电磁炉IGBT驱动智能同步系统的设计，并在同步系统的基础上引入电磁炉的低功率连续加热设计。论文介绍了电磁炉的发展历史和工作原理，并基于美的电磁炉的硬件设计，介绍了美的电磁炉的硬件模块电路设计和美的定制的单片机以及关键程序结构等等。目的是为了开发一款能够自动识别使用时不同锅具的特性，从而根据程序功能程序智能调功率的电磁炉具有低成本、多功能、低功率连续加热等优点，具有一定的市场竞争力。 电磁炉的发展已经完全进入了其产品演化的成熟阶段，近年来各大品牌都没有太大的技术创新，创新更多的是在优化产品使用体验及成本上优化方面。论文从产品智能化的角度，先从实现电磁炉的IGBT驱动智能同步，来实现锅具的自动识别出发，找系统中的一个状态及功率基准点，以此基准点来实现电磁炉功率及功能的智能化操作。在此研究，先是对基本电路方案进行研究，对IGBT驱动智能同步方案进行研究，并且在实现过程中，引入了过零启动方案，从而更好的实现了IGBT的热损耗管理。由此，看到了低成本实现电磁炉低功率连续加热的可能性，并对此研究了斩波方案，同时为了解决噪音问题，从多种方案中选择了台阶驱动方案进行研究。 IGBT驱动的智能同步，更是让电磁炉可以直接识别不同的锅具，且都有赋予其良好的加热控制，这个完美的解决了当前电磁炉的一个痛点。低功率连续加热的实现更是解决了当前电磁炉的另一个痛点。同时由于方案都是基础研究方案，可以全平台导入，且各方案相对独立，可以根据实际需求拆开来导入。
上传时间： 2022-05-28
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1.1 设计总体要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。（5）广泛收集相关技术资料。（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。8）培养实事求是、严谨的工作态度和认真的工作作风。1.2 设计课题任务及要求设计一个IGBT升压斩波电路设计（纯电阻负载），要求1、输入直流电压：Ud-50V；2、输出功率：300W；3、开关频率：5KHz；5、输出电压脉率：小于10%.1.3 设计方案与总体框图斩波电路一般主要可分为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块三部分组成。其中，主电路模块主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和直流斩波电路组成，其中主要由全控器件IGBT的开通与关断的时间占空比来决定输出电压U的大小。控制与驱动电路模块：用直接产生PWM的专用芯片SG3525产生PWM信号送给驱动电路，经驱动电路来控制IGBT的开通与关断。电路模块：驱动电路把控制信号转换为加在IGBT控制端和公共端之间，用来驱动1GBT的开通与关断。驱动电路模块：控制电路中的保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流现象损害电路设备。
上传时间： 2022-06-19
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IGBT直流斩波电路的设计1设计原理分析1.1总体结构分析直流斩波电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。它在电源的设计上有很重要的应用。一般来说，斩波电路的实现都要依靠全控型器件。在这里，我所设计的是基于IGBT的降压斩波短路。直流降压斩波电路主要分为三个部分，分别为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块。电路的结构框图如下图（图1）所示。除了上述主要结构之外，还必须考虑电路中电力电子器件的保护，以及控制电路与主电路的电器隔离。1.2主电路的设计主电路是整个斩波电路的核心，降压过程就由此模块完成。其原理图如图2所示。如图，IGBT在控制信号的作用下开通与关断。开通时，二极管截止，电流io流过大电感L，电源给电感充电，同时为负载供电。而IGBT截止时，电感L开始放电为负载供电，二极管VD导通，形成回路。IGBT以这种方式不断重复开通和关断，而电感L足够大，使得负载电流连续，而电压断续。从总体上看，输出电压的平均值减小了。输出电压与输入电压之比a由控制信号的占空比来决定。这也就是降压斩波电路的工作原理。降压斩波的典型波形如下图所示。
上传时间： 2022-06-19
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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。
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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。
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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
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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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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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全数字化焊机系统的主电路采用能输出较大功率的IGBT全侨式逆变结构，控制系统采用DSP（TMS320LF2407A）和单片机（C8051F020）构成的主从式控制结构，其中DSP为控制系统的核心，主要完成焊接实时参数的采集、PI运算和PWM波形的产生：单片机对整个控制系统进行管理，可以实现对人机交互系统（包括键盘和显示）、送丝电机和一些开关量的控制以及与PC机通讯等功能。此外，单片机与DSP之间采用串行通信方式进行信息交换。本文还对送丝电机控制电路和一些辅助控制电路进行了必要的设计.在控制系统软件设计中采用了模块化的程序设计思想。在规划出整个主程序流程的基础上，把整个程序分为多个结构简单、功能明确的子程序来设计，从而大大降低了系统软件设计的复杂性，同时也使程序结构清晰、简单易懂。在主电路和控制电路的设计中，采用了线性光耦、霍尔传感器等多项隔离措施，并设计了相应的焊机保护电路，同时还采用了必要的软硬件抗干扰措施，从而保证了全数字化焊机系统工作的稳定性和可靠性.通过对控制电路的各个功能模块进行软、硬件调试表明，该焊机系统响应速度快，电路简单可靠，系统软件较高效、可移植性好，且系统抗干扰能力强，基本达到了本设计的要求。最后，在对本文做简要总结的基础上，对于本焊机的进一步完善工作提出了建议，为全数字化焊机控制系统今后更加深入的研究奠定了良好的基础。关键词：数字化焊机：控制系统：逆变技术；DSP：单片机：人机交互系统
上传时间： 2022-06-21
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无线电遥控模块、组件及应用
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