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1、學(xué)校代號(hào)：10532學(xué)號(hào)：S11092069密級(jí)：公開(kāi)湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文中高壓大功率IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路及應(yīng)用研究途窒握童旦塑；2Q!壘生壘旦2§旦StudyofHighVoltageHighPowerIGBTGateDriveandProtectionCircuitsbyTANGKaiyiB．E．(HunanInstituteofTechnology)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsmrthedegreeofMasterofEngineering1nE
2、lctricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorSHENZhengMay，2014湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：緲夕年歲月矽日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文
3、作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密口，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。2、不保密?chē)崳?請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“、／”)作者簽名：膨彳象笑日期：矽。尸年莎月汐日導(dǎo)師簽名：f咳彳莎／日期：加2∥年r月刁日L，“√IL，7。，，中高壓大功率IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路及應(yīng)用研究摘要目前，以IGBT為核心的變換器在工業(yè)電
4、機(jī)驅(qū)動(dòng)、新能源發(fā)電、電力傳輸、電能變換、電能質(zhì)量控制和無(wú)功補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在中等及大功率應(yīng)用中逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路的性能直接影響著IGBT的性能和變換器系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文在詳細(xì)分析了IGBT的工作原理基礎(chǔ)上，對(duì)中高壓大功率IGBT的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的常用技術(shù)進(jìn)行了分析、比較和總結(jié)；針對(duì)驅(qū)動(dòng)峰值電流不夠、驅(qū)動(dòng)功率不足的問(wèn)題，分析了常規(guī)方法即驅(qū)動(dòng)器外加推挽放大電路和隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍之后，提出了驅(qū)動(dòng)器雙通道并聯(lián)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案，來(lái)提供雙倍的驅(qū)動(dòng)功率和驅(qū)動(dòng)峰值電流，增加驅(qū)動(dòng)能力，并通過(guò)Pspice仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該思路的
5、正確性；采用驅(qū)動(dòng)器雙通道并聯(lián)設(shè)計(jì)了一種正在開(kāi)發(fā)的3300V／3000A整晶圓特大容量IGBT驅(qū)動(dòng)電路，還設(shè)計(jì)了dv／dt、過(guò)壓、短路保護(hù)電路，避免整晶圓特大容量IGBT失效；同時(shí)對(duì)矩陣變換器系統(tǒng)中雙向功率模塊的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路進(jìn)行分析、總結(jié)和設(shè)計(jì)。主要工作如下：首先，介紹了IGBT的結(jié)構(gòu)、模型、靜態(tài)特性，結(jié)合理論公式詳細(xì)的分析了開(kāi)關(guān)過(guò)程中驅(qū)動(dòng)參數(shù)對(duì)IGBT開(kāi)關(guān)特性的影響；通過(guò)對(duì)安全工作區(qū)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，分析了IGBT的失效機(jī)理。其次，在深入研究IGBT門(mén)極驅(qū)動(dòng)基本要求的基礎(chǔ)上，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路各部分的基本原理、常用的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析、比較和總結(jié)
6、；針對(duì)中高壓大功率IGBT驅(qū)動(dòng)的特殊要求，通過(guò)比較研究提出了采用2SC0535雙通道并聯(lián)驅(qū)動(dòng)方案來(lái)設(shè)計(jì)整晶圓特大容量高壓IGBT驅(qū)動(dòng)電路，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的正確性。再次，詳細(xì)的分析了中高壓大功率’IGBT保護(hù)電路的設(shè)計(jì)要求，總結(jié)了dv／dt、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路常用設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍；在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種較為完整的整晶圓特大容量高壓IGBT保護(hù)電路，測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的合理性。最后，對(duì)基于IGBT的矩陣變換器雙向功率模塊進(jìn)行了分類(lèi)，在總結(jié)各自特點(diǎn)及其驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)RB—IGBT反并聯(lián)組合形
7、式的雙向開(kāi)關(guān)，在采用常規(guī)的高壓快速恢復(fù)二極管檢測(cè)短路電流時(shí)，出現(xiàn)反向高壓短路燒毀保護(hù)電路的問(wèn)題，提出了采用多個(gè)電阻串聯(lián)限流的短路保護(hù)檢測(cè)設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：IGBT；驅(qū)動(dòng)保護(hù)；整晶圓IGBT；雙向功率模塊II碩士學(xué)位論文AbstractNowadays，theconvertersbasedonIGBTarewidelyusedinindustrialmotordrives，renewableenergygeneration，powertransmission，powerconversion，powerqualitycontrolandre
8、activepowercompensationandotherfieldsandgraduallydominateinmedium-highpowerapplications。Driveandprotect
