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小功率通用变频器绝缘栅双极型晶体管驱动器设计

发布时间:2018-06-21 09:30

  本文选题:IGBT模块 + 驱动电路 ; 参考:《华北电力大学》2015年硕士论文


【摘要】:与GTR、MOSFET相比,IGBT具有输入阻抗高、开关速度快、通态电压低、电流容量大和驱动功率小等特点。这些特点已经被广泛应用于变频器中,使变频器产品具有更高可靠性、也使其结构更加紧凑。IGBT驱动器技术作为IGBT应用中关键技术之一,其设计好坏关系到IGBT在变频器系统中应用的可靠性、效率和安全性能。本文在阐述IGBT的结构、工作特性的基础上,分析了其驱动电路的基本要求和保护要求,以及在驱动电路设计中,分析运用光电耦合和脉冲变压器实现IGBT隔离驱动方式的优缺点,然后采纳了一种新颖的隔离驱动技术——基于无磁芯变压器的IGBT隔离驱动技术,分析了无磁芯变压器技术的原理及脉冲信号的传输。应用实例是针对低成本小功率通用变频器的逆变单元IGBT模块,提出基于无磁芯变压器隔离技术驱动芯片2ED020I12-F完整的驱动电路设计。并且为驱动电路搭建试验平台,对其驱动和保护功能进行性能测试和验证,最终将驱动电路接入变频器主电路中验证其可行性。实验验证了该驱动保护电路具有硬件电路简单、体积小巧、性价比高的优点,并投入实际应用中。
[Abstract]:Compared with GTR-MOSFET, IGBT has the advantages of high input impedance, fast switching speed, low on-state voltage, large current capacity and low driving power. These characteristics have been widely used in the frequency converter, so that the inverter products have higher reliability, and also make its structure more compact. IGBT driver technology as one of the key technologies in the application of IGBT. Its design is related to the reliability, efficiency and safety performance of IGBT applied in inverter system. On the basis of describing the structure and working characteristics of IGBT, this paper analyzes the basic requirements and protection requirements of its driving circuit, and analyzes the advantages and disadvantages of using optoelectronic coupling and pulse transformer to realize the isolation drive mode of IGBT in the design of driving circuit. Then, a novel isolation drive technology, IGBT isolation driving technology based on uncored transformer, is adopted. The principle of coreless transformer and the transmission of pulse signal are analyzed. The application example is the IGBT module of the inverter unit of low cost and low power universal frequency converter. A complete drive circuit design based on magnetic core transformer isolation technology 2ED020I12-F is presented. The test platform is built for the drive circuit, and the performance of the drive and protection function is tested and verified. Finally, the driving circuit is connected to the main circuit of the converter to verify its feasibility. The experimental results show that this circuit has the advantages of simple hardware circuit, small volume and high performance to price ratio, and it has been put into practical application.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN322.8

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本文编号:2048090

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