IGBT智能功率模块的驱动保护研究

发布时间：2017-10-31 07:23

  本文关键词：IGBT智能功率模块的驱动保护研究

  更多相关文章： 智能功率模块 驱动保护电路 短路保护屏蔽电路 抗干扰设计

【摘要】：IGBT具有高功率容量且驱动电路简单的特点,因而被广泛应用于电力电子功率装置中。同时随着对功率装置系统集成度越来越高的要求,集成有IGBT功率芯片和驱动保护电路的智能功率模块(IPM)应运而生。具有高可靠性和高集成度特点的IGBT智能功率模块能够提高电力电子功率装置的功率密度,并简化系统开发的步骤。本文开展IGBT智能功率模块的驱动保护技术的研究,主要包括两方面内容：一是IGBT短路保护中的自适应屏蔽电路方案,二是IGBT驱动保护技术的抗干扰设计。本文第一章介绍了常用的IGBT驱动隔离方案,对不同的保护类型及其原理进行了分析。本文第二章针对基于VCE检测的IGBT短路保护方案中传统屏蔽电路的不足,设计了一种自适应屏蔽电路,能够在IGBT开通后自动判断何时开始进行短路故障地监测,而不需要根据IGBT的类型以及工况对屏蔽电路参数进行特定地设计。同时,与传统屏蔽电路的保护方案不同的是,自适应屏蔽电路的优化方案中,在IGBT发生短路故障后,该故障能够被立即检测到,故障的IGBT能够被更快地关断。IGBT驱动保护电路的高可靠性对于智能功率模块的稳定运行十分关键。本文第三章首先对智能功率模块的主电路结构进行了分析,然后分析了模块内部电磁场的分布情况并用仿真结果进行了相应的验证。而后根据模块内部电磁场分布的情况,对驱动保护电路板在布局和布线两个方面进行了相应的抗干扰设计,使得驱动信号回路和保护信号回路这两个关键回路能够可靠地传输信号,最后通过实验验证了驱动信号回路设计的重要性。
【关键词】：智能功率模块 驱动保护电路 短路保护屏蔽电路 抗干扰设计
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN322.8
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-12
• 1. 绪论12-22
• 1.1 研究背景12-13
• 1.1.1 功率模块的研究背景12-13
• 1.1.2 智能功率模块的研究意义13
• 1.2 智能功率模块中IGBT驱动和保护技术研究现状13-21
• 1.2.1 IGBT驱动技术14-18
• 1.2.1.1 移相隔离15
• 1.2.1.2 光耦隔离15-16
• 1.2.1.3 脉冲变压器隔离16-18
• 1.2.1.4 光纤隔离18
• 1.2.2 IGBT保护技术18-21
• 1.2.2.1 短路/过流保护18-19
• 1.2.2.2 欠压保护19-20
• 1.2.2.3 过温保护20-21
• 1.3 本文的主要工作21-22
• 2. 短路保护方案中的自适应屏蔽电路22-40
• 2.1 短路保护原理22-23
• 2.2 现有短路保护方案23-26
• 2.2.1 目前屏蔽电路的问题23-25
• 2.2.2 屏蔽电路的参数25-26
• 2.3 自适应屏蔽电路方案26-35
• 2.3.1 正常工作时的开通波形27-29
• 2.3.2 IGBT通态下发生短路故障29-30
• 2.3.3 IGBT在短路故障下开通30-31
• 2.3.4 自适应屏蔽电路框图31-35
• 2.3.5 自适应屏蔽实际电路35
• 2.4 实验结果35-38
• 2.5 本章小结38-40
• 3. IGBT驱动保护板的设计40-61
• 3.1 智能功率模块拓扑结构40-43
• 3.2 驱动电路板的抗干扰设计43-59
• 3.2.1 智能功率模块主电路结构43-45
• 3.2.2 模块内部磁场仿真45-52
• 3.2.3 模块内部电场仿真52-54
• 3.2.4 屏蔽措施54-55
• 3.2.5 驱动板布局和布线的设计55-57
• 3.2.6 实验结果57-59
• 3.3 智能功率模块样品59-60
• 3.4 本章小结60-61
• 4. 总结与展望61-62
• 附录一 实验装置照片62-63
• 附录二 IGBT驱动保护电路图63-64
• 参考文献64-66
• 攻读硕士学位期间发表的成果清单66-67
• 致谢67

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8 周建平;张鹏飞;;智能功率模块在武器装备配电系统中的应用[J];舰船电子工程;2010年09期

9 ;iNTERO系列智能功率模块[J];国外电子元器件;2002年09期

10 李志宇;;智能功率模块IPM[J];科技创新导报;2009年28期

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1 成都 程星;iNTERO~（TM）系列电机驱动智能功率模块[N];电子报;2003年

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1 张兴耀;IGBT智能功率模块的驱动保护研究[D];浙江大学;2016年

2 汤正道;智能功率模块测试系统的设计及其若干问题的研究[D];合肥工业大学;2005年

3 高翠云;智能功率模块测试技术若干关键问题研究[D];合肥工业大学;2005年

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本文编号：1121374