基于集成驅(qū)動電路的igbt驅(qū)動電路設(shè)計

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1、遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書（論文）遼寧工業(yè)大學(xué)電力電子技術(shù)課程設(shè)計（論文）題目：基于集成驅(qū)動電路的IGBT驅(qū)動電路設(shè)計院（系）：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：自動化124班學(xué)號：120302098學(xué)生姓名：李曉晨指導(dǎo)教師：（簽字）起止時間：2014.12.29-2015.01.09本科生課程設(shè)計（論文）課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：自動化學(xué)號120302098學(xué)生姓名李曉晨專業(yè)班級自動化124課程設(shè)計（論文）題目基于集成驅(qū)動電路的IGBT驅(qū)動電路設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)課題完成的功能：本課程設(shè)計利用集成驅(qū)動電路實現(xiàn)絕緣柵雙極晶體管IGBT的驅(qū)動電路設(shè)計。設(shè)計任務(wù)及要求：（1）

2、根據(jù)給出的絕緣柵雙極晶體管IGBT的額定數(shù)據(jù)，利用集成驅(qū)動電路（如EXB841、M57962L等）實現(xiàn)IGBT的外圍驅(qū)動電路設(shè)計。（2）要求為IGBT提供一定幅值的正反向柵極電壓。（3）驅(qū)動電路要具有隔離輸入、輸出信號的功能。（4）要求控制好的前后沿陡度，控制好IGBT的開關(guān)損耗。（5）具有過電壓保護和du/dt保護能力。（6）具有完善的短路保護能力。（7）撰寫課程設(shè)計說明書（論文）。技術(shù)參數(shù)：絕緣柵雙極晶體管IGBT的額定電壓1200V，額定電流400A，最大開關(guān)頻率20kHz，驅(qū)動電壓+15V，關(guān)斷電壓-5V。進度計劃（1）布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)的組成（2天）（2）對系統(tǒng)各組成部件進

3、行功能分析（3天）（3）系統(tǒng)電氣電路設(shè)計及調(diào)試設(shè)計（3天）（4）撰寫、打印設(shè)計說明書及答辯（2天）指導(dǎo)教師評語及成績平時：論文質(zhì)量：答辯：總成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日注：成績：平時20%論文質(zhì)量60%答辯20%以百分制計算III本科生課程設(shè)計（論文）摘要介紹了絕緣柵雙極型晶體管IGBT（InsulatedCateBipolarTransistor）器件驅(qū)動電路設(shè)計的一般要求，對EXB841芯片的工作過程作了深入的分析，研究了EXB841對IGBT的開通和關(guān)斷以及過流保護的原理，指出了用EXB841直接驅(qū)動IGBT時存在的問題和不足，主要是過流保護的閥值太高，關(guān)斷不可靠及在軟關(guān)斷時沒有對外部輸入

4、信號進行封鎖。同時，提出了針對這些不足在設(shè)計驅(qū)動電路時應(yīng)當采取的幾種有效方法。最后，運用EXB841及其他器件設(shè)計和優(yōu)化了一個IGBT的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路通試驗證明能夠有效地對IGBT器件進行驅(qū)動和過電流保護。關(guān)鍵詞：絕緣柵雙極型晶體管；EXB841；驅(qū)動電路III本科生課程設(shè)計（論文）目錄第1章緒論1第2章課程設(shè)計的方案32.1概述32.2系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)3第3章IGBT驅(qū)動電路設(shè)計43.1IGBT驅(qū)動電路設(shè)計要求53.2EXB841的控制原理53.3EXB841存在的不足與改進7第4章基于EXB841驅(qū)動電路設(shè)計、優(yōu)化94.1IGBT驅(qū)動電路及故障信號封鎖電路設(shè)計94.2IGBT驅(qū)動電路

5、優(yōu)化11第5章課程設(shè)計總結(jié)13參考文獻14III本科生課程設(shè)計（論文）第1章緒論80年代初期，用于功率MOSFET制造技術(shù)的DMOS（雙擴散形成的金屬-氧化物-半導(dǎo)體）工藝被采用到IGBT中來。在那個時候，硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的NPT（非穿通）型設(shè)計。后來，通過采用PT（穿通）型結(jié)構(gòu)的方法得到了在參數(shù)折衷方面的一個顯著改進，這是隨著硅片上外延的技術(shù)進步，以及采用對應(yīng)給定阻斷電壓所設(shè)計的n+緩沖層而進展的。幾年當中，這種在采用PT設(shè)計的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)構(gòu)，其設(shè)計規(guī)則從5微米先進到3微米。90年代中期，溝槽柵結(jié)構(gòu)又返回到一種新概念的IGBT，它是采用從大規(guī)模集成（LSI）工藝借鑒來

6、的硅干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)的新刻蝕工藝，但仍然是穿通（PT）型芯片結(jié)構(gòu)。在這種溝槽結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時間之間折衷的更重要的改進。硅芯片的重直結(jié)構(gòu)也得到了急劇的轉(zhuǎn)變，先是采用非穿通（NPT）結(jié)構(gòu)，繼而變化成弱穿通（LPT）結(jié)構(gòu)，這就使安全工作區(qū)（SOA）得到同表面柵結(jié)構(gòu)演變類似的改善。這次從穿通（PT）型技術(shù)先進到非穿通（NPT）型技術(shù)，是最基本的，也是很重大的概念變化。這就是：穿通（PT）技術(shù)會有比較高的載流子注入系數(shù)，而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進行控制致使其輸運效率變壞。另一方面，非穿通（NPT）技術(shù)則是基于不對少子壽命進行殺傷而有很好的輸運效率，不過其載流子注入系數(shù)卻比較低。進而言

7、之，非穿通（NPT）技術(shù)又被軟穿通（LPT）技術(shù)所代替，它類似于某些人所謂的“軟穿通”（SPT）或“電場截止”（FS）型技術(shù)，這使得“成本—性能”的綜合效果得到進一步改善。1996年，CSTBT（載流子儲存的溝槽柵雙極晶體管）使第5代IGBT模塊得以實現(xiàn)，它采用了弱穿通（LPT）芯片結(jié)構(gòu)，又采用了更先進的寬元胞間距的設(shè)計。目前，包括一種“反向阻斷型”（逆阻型）功能或一種“反向?qū)ㄐ汀保鎸?dǎo)型）功能