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《電力電子器件的驅(qū)動電路畢業(yè)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、電力電子器件的驅(qū)動電路畢業(yè)設計石家莊鐵道大學畢業(yè)設計第1章緒論1.1選題目的和意義20世紀70年代初,隨著電力電子成套裝置對功率半導體器件提出新的更高的要求,促使一個新的半導體器件門類—全控型電力電子器件得到了迅猛的發(fā)展,至今它已占領了幾乎所有電力電子成套裝置領域,小到幾十瓦的家用電器,大到幾千千瓦的變流器,無一不存在它的足跡。電力電子技術在電力、交通、郵電通信、航空航天、工業(yè)控制等眾多領域有著廣泛的應用。而全控型電力電子器件使用的關鍵問題之一是驅(qū)動問題,要較半控型電力電子器件（晶閘管）復雜得多。近20年來,與全控型電力電
2、子器件自身的不斷發(fā)展和進步一樣,驅(qū)動電路也在不斷地完善和進步。因此，對電力電子器件驅(qū)動電路做進一步的研究有著重要的意義。1.2全控型器件驅(qū)動電路的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀如今高性能全控型電力電子器件驅(qū)動電路已種類繁多,幾乎有名的電力半導體生產(chǎn)廠家均有自已的產(chǎn)品和系列。其發(fā)展現(xiàn)狀可以概括如下：為全控型電力電子器件驅(qū)動電路的成熟、發(fā)展作出過較大貢獻的分立式驅(qū)動器,幾乎在新的全控型電力電子成套裝置中不再使用,其原因在于這類驅(qū)動器出現(xiàn)正值全控型電力電子器件限于用戶的認識不足和成本的昂貴而未大量使用的階段,所以決定了分立式全控型電力電子器件驅(qū)
3、動器未獲得大量的使用便被集成驅(qū)動器所取代。集成式全控型電力電子器件的種類繁多,生產(chǎn)量日益增大,應用已相當普遍,應用量逐年擴大,帶保護的集成式驅(qū)動器由于很好地解決了全控型電力電子器件的驅(qū)動和有效、快速的保護問題,所以使用起來極為方便和可靠。如今幾乎滲透到各種電力電子成套裝置中,用量正逐年倍增。各種驅(qū)動器的工作頻率逐年提高,其可驅(qū)動全控型電力電子器件的單只容量愈來愈大。隨著全控型電力電子器件單只容量和開關速度的不斷提高,要求其驅(qū)動器的開關頻率和驅(qū)動能力也越來越高。從80年代中期可驅(qū)動30—50A,至今已發(fā)展到可驅(qū)動單管容量達1
4、000A的IGBT驅(qū)動器。從80年代中期的工作頻率10kHz,已發(fā)展到現(xiàn)在的工作頻率可達40kHz以上。1石家莊鐵道大學畢業(yè)設計1.3全控型器件驅(qū)動電路的發(fā)展趨勢電力電子技術的發(fā)展趨勢清楚地向人們展示了在未來一段可預見的時期內(nèi),各種電力電子器件將取長補短,優(yōu)勝劣汰.全控型電力電子器件將縮小半控型電力電子器件的使用空間,所以全控型電力電子器件驅(qū)動器技術的發(fā)展趨勢可預測如下:(1)各種全控型電力電子器件用驅(qū)動器將取長補短,共同存在一個時期,其存在時間的長短和使用量的多少,取決于被驅(qū)動全控型電力電子器件在電力電子器件領域中競爭的
5、結果。(2)各種全控型電力電子器件驅(qū)動器將高頻化、模塊化、系列化、智能化,其驅(qū)動全控型器件的容量有望進一步擴大,頻率進一步提高。(3)新材料將在全控型電力電子器件驅(qū)動器中獲得應用。新型材料砷化稼(GaAs),稼鋁砷(GaAlAs),碳化硅和金剛石等將成為全控型電力電子器件驅(qū)動器生產(chǎn)的選用材料。它們的使用將極大地縮小全控型電力電子器件驅(qū)動器的尺寸,并提高其工作頻率和效率。(4)各種全控型電力電子器件驅(qū)動器單獨使用量將逐步縮小。它在督能功率集成電路、高壓集成電路中與全控型電力電子器件共同使用的數(shù)量會越來越多。由于未來的電力電子
6、技術將使各種分立式電力電子器件的使用量有所減小,而把電力電子器件與驅(qū)動、保護和控制技術集于一身的智能功率集成電路將獲得越來越多的使用。所以可以斷言,隨著高壓功率集成電路和智能功率集成電路技術的不斷進步和容量的日益擴大,各種全控型電力電子器件驅(qū)動器將批量進人該領域使用。(5)各種全控型電力電子器件驅(qū)動器的工作電源將日益簡化,其消耗功率將下降。自舉技術等先進技術極大地簡化全控型電力電子器件驅(qū)動器的工作電源結構。1.4本設計的任務和研究方法1.4.1主要任務通過對比研究，分析各種器件驅(qū)動電路的要求及性能。1、對兩類不同電力電子器
7、件的性能及常用電路對比分析2、驅(qū)動電路具體工作過程分析。3、各種開關管的驅(qū)動使用集成化的驅(qū)動模塊，并分析電路的部分功能。4、做出三相電壓型橋式逆變電路系統(tǒng)，熟練對驅(qū)動電路的具體應用。1.4.2研究方法2石家莊鐵道大學畢業(yè)設計通過對器件特性的分析來了解各器件的驅(qū)動波形要求，根據(jù)要求設計驅(qū)動電路的各個組成部分，分析集成電路內(nèi)部各部分功能，引腳的說明以及其常用才外圍電路連接方法，具體方法如下：1.器件性能特點分析。2.兩類全控型器件的驅(qū)動電路。3.驅(qū)動電路應用舉例。第2章四種全控型器件的性能分析2.1電流驅(qū)動型器件的特點2.1.
8、1GTO的結構及工作原理GTO是一種PNPN4層結構的半導體器件，其結構、等效電路及圖形符號示于圖1中。圖1中A、G和K分別表示GTO的陽極、門極和陰極。α1為P1N1P2晶體管的共基極電流放大系數(shù)，α2為N2P2N1晶體管的共基極電流放大系數(shù)，圖1中的箭頭表示各自的多數(shù)載流子運動方向。通常α1比α2小
