【自動(dòng)化】igbt特性研究及驅(qū)動(dòng)、緩沖電路設(shè)計(jì)

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1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)自動(dòng)化0601班指導(dǎo)教師工作單位自動(dòng)化學(xué)院設(shè)計(jì)(論文)題目:IGBT特性研究及驅(qū)動(dòng)、緩沖電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：了解和熟悉目前國內(nèi)外IGBT產(chǎn)品現(xiàn)狀和技術(shù)現(xiàn)狀，分析IGBT結(jié)構(gòu)、工作原理以及工作特性。研究和設(shè)計(jì)多種IGBT驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路，并對(duì)比分析。針對(duì)具體一款I(lǐng)GBTFF600R06ME3設(shè)計(jì)其驅(qū)動(dòng)電路及緩沖電路。要求完成的主要任務(wù):1．了解研究IGBT的目的以及意義，產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀；2．IGBT驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)；3．IGBT保護(hù)、緩沖電路的設(shè)計(jì)；4.針對(duì)FF600R06ME3IGBT設(shè)計(jì)其驅(qū)動(dòng)電路，要求正向開通電壓15V，反

2、向截止電壓-15V，工作頻率≤20K，可驅(qū)動(dòng)IGBT承受導(dǎo)通電流600A，耐壓600V。5．撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，字?jǐn)?shù)不低于15000左右；6．完成外文文獻(xiàn)翻譯2萬字符（其中漢字5000字）。必讀參考資料：[1]王兆安.電力電子技術(shù)[m].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.[2]周志敏.IGBT和IPM及其應(yīng)用電路[m].北京:人民郵電出版社,2006.[3]王飛軍.IGBT關(guān)斷特性分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化問題[D].浙江大學(xué)微電子與半導(dǎo)體系,1990.[4]陳去非.絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的研究—靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和終端模型及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].浙江大學(xué):電力電子技術(shù),1993.[5]李岳生.IGBT開關(guān)磁

3、阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究[D].上海工業(yè)大學(xué):工業(yè)自動(dòng)化,1994.指導(dǎo)教師簽名：系主任簽名：院長簽名(章)：武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1、目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析IGBT廣泛應(yīng)用于小體積、高效率的變頻電源、電機(jī)調(diào)速、UPS及逆變焊機(jī)當(dāng)中。而IGBT的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)是其應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。IGBT在諸如變頻器、大功率開關(guān)電源等電力電子技術(shù)的能量變換與管理應(yīng)用中，越來越成為各種主回路的首選功率開關(guān)器件，因此如何安全可靠地驅(qū)動(dòng)IGBT工作，也成為越來越多的設(shè)計(jì)工程師面臨需要解決的課題。在使用IGBT構(gòu)成的各種主回路之中，大功率IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路起到弱

4、電控制強(qiáng)電的終端界面(接口)作用。為可靠驅(qū)動(dòng)絕緣柵器件，目前已有很多成熟電路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)與功率器件不需要隔離時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)是比較簡單的，目前也有了一些優(yōu)秀的驅(qū)動(dòng)集成電路，如IR2110。當(dāng)需要驅(qū)動(dòng)器的輸入端與輸出端電氣隔離時(shí)，一般有兩種途徑：采用光電耦合器，或是利用脈沖變壓器來提供電氣隔離?！　」怆婑詈掀鞯膬?yōu)點(diǎn)是體積小巧,缺點(diǎn)是：A.反應(yīng)較慢，因而具有較大的延遲時(shí)間(高速型光耦一般也大于500ns)；B.光電耦合器的輸出級(jí)需要隔離的輔助電源供電?！　∮妹}沖變壓器隔離驅(qū)動(dòng)絕緣柵功率器件有三種方法：無源、有源和自給電源驅(qū)動(dòng)?！　o源方法就是用變壓器次級(jí)的輸出直接驅(qū)動(dòng)絕緣柵器件，這種方法

5、很簡單，也不需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電源，但由于絕緣柵功率器件的柵源電容Cgs一般較大，因而柵源間的波形Vgs將有明顯變形，除非將初級(jí)的輸入信號(hào)改為具有一定功率的大信號(hào)，相應(yīng)脈沖變壓器也應(yīng)取較大體積?！　∮性捶椒ㄖ械淖儔浩髦惶峁└綦x的信號(hào)，在次級(jí)另有整形放大電路來驅(qū)動(dòng)絕緣柵功率器件，當(dāng)然驅(qū)動(dòng)波形好，但是需要另外提供隔離的輔助電源供給放大器。而輔助電源如果處理不當(dāng)，可能會(huì)引進(jìn)寄生的干擾?！　∽越o電源方法的已有技術(shù)是對(duì)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行高頻(1MHz以上)調(diào)制，該信號(hào)加在隔離脈沖變壓器的初級(jí)，在次級(jí)通過直接整流得到自給電源，而原PWM調(diào)制信號(hào)則需經(jīng)過解調(diào)取得，顯然，這種方法并不簡單,價(jià)格當(dāng)然也較高。

6、調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是可以傳遞的占空比不受限制。電力電子器件的緩沖電路又稱吸收電路，它是電力電子器件的一種重要的保護(hù)電路，不僅用于半控型器件的保護(hù)，而且在全控型器件（如GTR、GTO、功率MOSFET和IGBT等）的應(yīng)用技術(shù)中起著重要的作用。晶閘管開通時(shí)，為了防止過大的電流上升率而燒壞器件，往往在主電路中串入一個(gè)扼流電感，以限制過大的di/dt，串聯(lián)電感及其配件組成了開通緩沖電路，或稱串聯(lián)緩沖電路。晶閘管關(guān)斷時(shí)，電源電壓突加在管子上，為了抑制瞬時(shí)過電壓和過大的電壓上升率，以防止晶閘管內(nèi)部流過過大的結(jié)電容電流而誤觸發(fā)，需要在晶閘管的兩端并聯(lián)一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成關(guān)斷緩沖電路，或稱并聯(lián)緩沖電路。本文研究

7、的目的及意義電力電子技術(shù)在當(dāng)今急需節(jié)能降耗的工業(yè)領(lǐng)域里起到了不可替代的作用；而IGBT在諸如變頻器、大功率開關(guān)電源等電力電子技術(shù)的能量變換與管理應(yīng)用中，越來越成為各種主回路的首選功率開關(guān)器件，因此如何安全可靠地驅(qū)動(dòng)IGBT工作，也成為越來越多的設(shè)計(jì)工程師面臨需要解決的課題。在使用IGBT構(gòu)成的各種主回路之中，大功率IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路起到弱電控制強(qiáng)電的終端界面(接口)作用。因其重要性，所以可以將該電路看成是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的“子系統(tǒng)”來研究、開發(fā)及