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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MOSFET和igbt内部结构不同, 决定了其应用领域的不同.1, 由于MOSFET的结构, 通常它可以做到电流很大, 可以到上KA,但是前提耐压能力没有igbt强。2,igbt 可以做很大功率, 电流和电压都可以, 就是一点频率不是太高, 目前igbt硬开关速度可以到100KHZ,那已经是不错了. 不过相对于MOSFET的工作频率还是九牛一毛,MOSFET可以工作到几百KHZ,上MHZ,以至几十MHZ,射频领域的产品.3, 就其应用, 根据其特点:MOSFET应用于开关电源, 镇流器, 高频感应加热, 高频逆变焊机, 通信电源等等高频电源领域;igbt 集中应用于焊机, 逆变器, 变频器,电镀电解电源, 超音频感应加热等领域开关电源 (Switch Mode Power Supply ;SMPS) 的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择,即开关管和整流器。虽然没有万全的方案来解决选择igbt还是MOSFET的问题,但针对特定SMPS应用中的igbt 和 MOSFET进行性能比较,确定关键参数的范围还是能起到一定的参考作用。本文将对一些参数进行探讨,如硬开关和软开关ZVS ( 零电压转换) 拓扑中的开关损耗,并对电路和器件特性相关的三个主要功率开关损耗—导通损耗、传导损耗和关断损耗进行描述。此外,还通过举例说明二极管的恢复特性是决定MOSFET或 igbt 导通开关损耗的主要因素, 讨论二极管恢复性能对于硬开关拓扑的影响。导通损耗除了igbt的电压下降时间较长外, igbt和功率MOSFET的导通特性十分类似。由基本的igbt等效电路(见图1)可看出,完全调节PNP BJT集电极基极区的少数载流子所需的时间导致了导通电压拖尾( voltage tail )出现。
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随着全控型器件(目前主要是功率MOSPET与igbt)的广泛使用以及脉宽调制技术的成熟,高频软开关电源也获得了极快地发展。变换电能的电源是以满足人们使用电源的要求为出发点的,根据不同的使用要求和特点对发出电能的电源再进行一次变换。这种变换是把种形态的电能变换为另一种形态的电能,它可以是交流电和直流电之间的变换,也可以是电压或电流幅值的变换,或者是交流电的频率、相位等变换,软开关电源输入和输出都是电能,它属于变换电能的电源。本论文研究了一种新型双管正激软开关DC/DC变换器电路拓扑。主功率器件采用igbt元件,由功率二极管、电感、电容组成的谐振网络改善igbt的开关条件,克服了传统开关在开通和闭合过程中会产生功率损耗,并且降低开关灵敏性的弊端。该论文对igbt的软开关电源进行了总体设计和仿真,最后设计出了一台输出电压为48V、输出功率为1.5kW、工作频率为80kHz、谐振频率为350kHz的开关电源理论模型。
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本文只是论述由单只igbt管子或双管做成的逆变模块,及其有关测量和判断好坏的方法。IPM模块不在本文讨论内容之内。场效应管子有开关速度快、电压控制的优点,但也有导通压降大,电压与电流容量小的缺点。而双极型器件恰恰有与其相反的特点,如电流控制、导通压降小,功率容量大等,二者复合,正所谓优势互补。igbt管子,或者1GBT模块的由来,即基于此。从结构上看,类似于我们都早已熟悉的复合放大管,输出管为一只PNP型三极管,而激励管是一只场效应管,后者的漏极电流形成了前者的基极电流。放大能力是两管之积。igbt管子的等效电路及符号如下图:
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MOD(模式选择)MOD 输入,可以选择工作模式直接模式如果MOD 输入没有连接(悬空) ,或连接到VCC,选择直接模式,死区时间由控制器设定。该模式下,两个通道之间没有相互依赖关系。输入INA 直接影响通道1,输入INB直接影响通道2。在输入( INA 或INB )的高电位, 总是导致相应igbt 的导通。每个igbt接收各自的驱动信号。半桥模式如果MOD 输入是低电位(连接到GND),就选择了半桥模式。死区时间由驱动器内部设定, 该模式下死区时间Td 为3us。输入INA 和INB 具有以下功能: 当INB 作为使能输入时, INA 是驱动信号输入。当输入INB 是低电位,两个通道都闭锁。如果INB 电位变高,两个通道都使能,而且跟随输入INA 的信号。在INA 由低变高时,通道2 立即关断, 1 个死区时间后,通道1 导通。只
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摘要:为解决绝缘栅双极性品体管(ICET)在实际应用中经常出现的过流击穿问题,在分析了ICET过流特性和过流检测方法的基础上,根据过流时igbt集电极电流的大小分别设计了过载保护电路和短路保护电路。过载保护电路在检测到过载时立即关断ICBT.根据不同的过载保护要求可实现持续封锁、固定时间封锁及单周期封锁ICBT的驱动信号;短路保护电路通过检测igbt通态压降判别短路故障,利用降栅压、软关断和降顿综合保护技术降低短路电流并安全关断igbt,详细阐述了保护电路的保护机制及电路原理,最后对设计的所有保护电路进行了对应的过流保护测试,给出了测试波形图。试验结果表明,igbt保护电路能及时进行过流检测并准确动作,igbt在不同的过流情况下都得到了可靠保护关键词:绝缘栅双极性晶体管;过流保护;降棚压;软关断
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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
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引言我们在选择和设计igbt驱动器时经常会碰到一些问题和不确定因素。部分原因是厂家对igbt描述的不够充分;另一方面是由于igbt手册中所给的输入结电容Ciss值与在应用中的实际的输入结电容值相差甚远。依据手册中的Ciss值作设计,令许多开发人员走入歧途。下面给出了不同功率等级的驱动电路选择和设计的正确计算的步骤。1 确定igbt门极电荷以及门极电容对于设计一个驱动器来讲,最重要的参数是门极电荷,在很多情况下,igbt数据手册中这个参数没有给出,另外,门极电压在上升过程中的充电过程也未被描述。无论如何,门极的充电过程相对而言能够简单地通过测量得到。因而要驱动一个igbt,我们最好使用一个专用的驱动器。除此之外,在设计中至少我们知道在应用中所需的门极电压(例如±15V)首先,在负载端没有输出电压的情况下,我们可以作如下计算。门极电荷可以利用公式计算
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在当今能源短缺的情况下,电动车的发展变的尤为重要。车用电机控制器是电动汽车的最关键的部分之一,受到了国内外学者的高度重视,近些年来发展也非常迅速。永磁同步电动机因有高效率、高功率密度、调速性能好等优点,被用作电动汽车驱动电机,对其控制方法的研究很有意义.igbt是永磁同步电机控制器的核心部件,然而igbt驱动效果的好坏对电机驱动的安全性和可靠性有非常大影响,所以对igbt驱动技术的研究很意义。本文首先对永磁同步电机建立了数学模型,并介绍了矢量控制方法和空间矢景脉宽调制(SVPWM)技术,并在MATLAB/Simulink环境下对SVPWM进行仿真。本论文以TMS320F2812为主控芯片,在该控制器中还包括了电源电路、信号检测电路和保护电路等,在论文中对每一硬件部分做了详细的介绍,分析了每个电路的功能和作用。同时介绍了软件流程,重点介绍了中断部分的软件流程,并对位置信号处理和校正做了详细说明,在硬件电路中着重分析了驱动电路部分。对igbt的选型做了详细的介绍,并对驱动电路的要求做了进一步的说明。在本论文中驱动芯片选用的是HCPL-316J,it igbt开通和关断所需的+15V和-5V电压,由所设计的开关电源电路提供。同时对igbt的通态损耗和开关损耗做了分析,并对引起损耗的参数做了分析说明。最后为了验证控制器的特性,在实验台架上做了大量的实验,验证了控制器的整体方案的设计。通过实验证明该控制器能够在电动车中可靠运行。
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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
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