4500V/900A IGBT模块驱动保护电路设计

发布时间：2021-12-11 17:51

　　随着我国绿色能源政策的推出,节能、环保、高效成为半导体行业的主要发展方向。作为清洁能源的核心器件,IGBT以其良好的综合性能被广泛应用于航空航天、机车牵引、电力传输、智能电网以及新能源等领域。IGBT的驱动保护电路作为控制回路与功率回路之间的接口电路,既保障着IGBT的安全运行,又对整个电力电子系统的可靠运行发挥了重要的作用。本文根据国内外IGBT及其驱动保护电路的发展现状,对大功率IGBT驱动保护技术进行了研究,并针对4500V/900AIGBT模块,设计出了一种主动闭环控制的驱动保护电路。其中主要包括高隔离的驱动电源、闭环多等级动态栅、故障保护以及基于CPLD的数字控制电路。过流保护采用VVE退饱和检测联合di/dt检测的方法;过压保护采用多级动态栅软关断的方法;过温和欠压分别采用温度传感器以及电压监测芯片进行检测和保护。本文利用Saber软件对主动闭环控制策略进行了仿真分析,验证了方案的可行性;利用Verilog语言进行了数字控制电路的设计,并用ModelSim软件对各数字模块及总体电路进行了功能仿真;利用Altium Designer完成了原理图的绘制;最后通过静态测试与高压实... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

IGBT的I-V特性

3 大功率 IGBT 驱动温过高而损坏。图 3-2 为不同电流值下 IGBT 的通态的饱和压降 VCE（sat）会随着栅极电压 VGE的开通损耗也就越低。因此 IGBT 的栅极电压而使 IGBT 进入完全饱和的状态。但是栅极它的短路电流会随着栅极电压 VGE的增加而如图 3-3 所示。除此之外，过高的栅极电压且极易引发栅极电压的振荡。综上所述，本

4 驱动保护电路的具体实现闭环驱动方案仿真 Saber 软件对主动闭环驱动方案进行了仿真，原理如图 4-6 所通过 RC 滤波电路进行滤波处理，之后送给比较器电路，比较控制电路，数字控制电路根据不同的输入控制不同电阻的开通断检测电路阈值的设置，既要保证检测电路可以迅速灵敏的检由于阈值太低而引起的其他噪声信号干扰，因此阈值大小要折电路的阈值设置为-0.5V，关断检测的阈值设置为 0.5V，这个特征决定的。本模型中分别用两个数字选择开关来模拟闭环控作，两个数字选择开关的输入信号分别来自于开通检测电路以

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本文编号：3535122