中高压大功率IGBT驱动技术研究
发布时间：2022-02-22 00:58
作为第三代功率半导体器件,IGBT（insulated gate bipolar transistor,绝缘栅双极性晶体管）发展极其迅速,被广泛应用于通用变频器、电力牵引、电动汽车、大功率开关电源、光伏逆变器、风电变流器等领域,而IGBT驱动电路对IGBT可靠运行非常重要,直接关系到系统的效率、可靠性和安全性。虽然国内外有许多的IGBT专门驱动器,甚至有些驱动器其性能优越,但是价格相当昂贵,因此设计一款性能良好且价格便宜的驱动器对于电力电子产业具有重要的意义。针对以上问题,本文的主要研究内容和研究成果如下:（1）.首先介绍IGBT内部结构、开关特性、安全工作区以及IGBT失效机理,根据IGBT对驱动器的要求,确定IGBT栅极驱动电路电压、隔离方式和保护电路驱动方案以及IGBT驱动器内部总体框架图。（2）.设计IGBT驱动输入接口电路,能够抑制驱动信号中的脉冲宽度小的毛刺信号。然后为了实现信号的隔离功能,采用磁隔离信号传输的原理,设计高速传输、宽占空比以及抗干扰性强的调制解调电路,通过实验验证调制解调电路的可行性与有效性。接着驱动性能选择IGBT驱动栅极电路的类型。（3）.为实现故障状态...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 驱动电路研究现状和发展
1.2.2 驱动产品发展和现状
1.3 课题研究的主要内容
第二章 IGBT工作特性与驱动方案
2.1 IGBT器件结构和工作原理
2.2 IGBT的工作特性
2.2.1 静态特性
2.2.2 IGBT的动态特性
2.3 IGBT的失效特性
2.3.1 IGBT的擎柱效应
2.3.2 IGBT过温
2.3.3 IGBT短路过流
2.3.4 IGBT过压
2.3.5 安全工作区
2.4 IGBT驱动电路
2.4.1 .栅极驱动电路
2.4.2 电气隔离方式选择
2.4.3 IGBT的保护方式选择
2.4.4 IGBT驱动器结构
2.5 本章小结
第三章 IGBT驱动电路研究
3.1 IGBT驱动输入接口电路
3.2 驱动信号电磁隔离方式研究
3.2.1 边沿脉冲调制电路
3.2.2 边沿脉冲解调电路
3.2.3 载波高频调制解调电路
3.3 调制解调电路实验与分析
3.4 IGBT栅极驱动器结构
3.5 本章小结
第四章 IGBT保护电路设计与分析
4.1 短路检测保护电路
4.2 负载过流检测保护电路
4.3 过压保护电路
4.4 电源欠压保护
4.5 过温保护电路
4.6 保护工作原理分析
4.7 保护功能仿真与实验分析
4.8 本章小结
第五章 驱动电源设计
5.1 非隔离主电路
5.1.2 电源闭环设计模式选择
5.2 隔离DC/DC电路
5.2.1 隔离DC/DC主电路
5.2.2 元器件选型
5.2.3 推挽变换器驱动电路设计
5.2.4 隔离变压器的设计
5.3 驱动电源实验及分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果清单
【参考文献】：
期刊论文
[1]逆变电源IGBT过热失效问题分析与解决[J]. 何亮,李洪伟,王劲松,刘鎏,毛翔,李玉姣,高大朋,谢峰,刘堂胜. 电工技术. 2018(07)
[2]基于4级Uce检测的大功率IGBT过流保护策略[J]. 孙浩,杨媛,高勇. 电气传动. 2017(08)
[3]基于SG3525芯片的大功率恒压/恒流LED电源研制[J]. 刘中锋,刘春,倪文斌. 电源技术. 2016(02)
[4]一种带负充电泵的IR2110驱动抗干扰电路设计[J]. 管梁,饶晶晶. 电子技术应用. 2015(06)
[5]一种大功率变频器的过流保护控制方案研究[J]. 曲延昌. 电气传动. 2014(08)
[6]一种适合中频感应加热电源的IGBT驱动技术[J]. 范立荣,张凯强. 微型机与应用. 2014(08)
[7]大功率IGBT驱动信号隔离技术研究[J]. 谢舜蒙,杨光,马伯乐,忻力. 大功率变流技术. 2014(02)
[8]基于驱动元件2QD30A17K-I的变频控制系统研制[J]. 岳守俊. 变频器世界. 2012 (10)
[9]新型IGBT驱动器2SC0435T的应用[J]. 罗志清,刘庆,袁汉祖,赵小波. 舰船电子工程. 2012(08)
[10]IGBT电压击穿特性分析[J]. 汪波,胡安,唐勇,陈明. 电工技术学报. 2011(08)
硕士论文
[1]大功率IPM驱动与保护电路的设计[D]. 王亮亮.西安工程大学 2016
[2]高压IGBT的失效机理分析[D]. 薛鹏.电子科技大学 2016
[3]中高压大功率IGBT驱动保护电路及应用研究[D]. 唐开毅.湖南大学 2014
[4]IGBT驱动器的设计与实现[D]. 刘春玉.武汉理工大学 2013
[5]IGBT模型仿真研究[D]. 赵芬.合肥工业大学 2010
[6]IGBT谐振开关状态下的损耗研究[D]. 梁光菊.浙江大学 2006
[7]电力机车辅助逆变器IGBT驱动与保护的研究[D]. 李永.大连交通大学 2005
本文编号：3638365
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 驱动电路研究现状和发展
1.2.2 驱动产品发展和现状
1.3 课题研究的主要内容
第二章 IGBT工作特性与驱动方案
2.1 IGBT器件结构和工作原理
2.2 IGBT的工作特性
2.2.1 静态特性
2.2.2 IGBT的动态特性
2.3 IGBT的失效特性
2.3.1 IGBT的擎柱效应
2.3.2 IGBT过温
2.3.3 IGBT短路过流
2.3.4 IGBT过压
2.3.5 安全工作区
2.4 IGBT驱动电路
2.4.1 .栅极驱动电路
2.4.2 电气隔离方式选择
2.4.3 IGBT的保护方式选择
2.4.4 IGBT驱动器结构
2.5 本章小结
第三章 IGBT驱动电路研究
3.1 IGBT驱动输入接口电路
3.2 驱动信号电磁隔离方式研究
3.2.1 边沿脉冲调制电路
3.2.2 边沿脉冲解调电路
3.2.3 载波高频调制解调电路
3.3 调制解调电路实验与分析
3.4 IGBT栅极驱动器结构
3.5 本章小结
第四章 IGBT保护电路设计与分析
4.1 短路检测保护电路
4.2 负载过流检测保护电路
4.3 过压保护电路
4.4 电源欠压保护
4.5 过温保护电路
4.6 保护工作原理分析
4.7 保护功能仿真与实验分析
4.8 本章小结
第五章 驱动电源设计
5.1 非隔离主电路
5.1.2 电源闭环设计模式选择
5.2 隔离DC/DC电路
5.2.1 隔离DC/DC主电路
5.2.2 元器件选型
5.2.3 推挽变换器驱动电路设计
5.2.4 隔离变压器的设计
5.3 驱动电源实验及分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果清单
【参考文献】：
期刊论文
[1]逆变电源IGBT过热失效问题分析与解决[J]. 何亮,李洪伟,王劲松,刘鎏,毛翔,李玉姣,高大朋,谢峰,刘堂胜. 电工技术. 2018(07)
[2]基于4级Uce检测的大功率IGBT过流保护策略[J]. 孙浩,杨媛,高勇. 电气传动. 2017(08)
[3]基于SG3525芯片的大功率恒压/恒流LED电源研制[J]. 刘中锋,刘春,倪文斌. 电源技术. 2016(02)
[4]一种带负充电泵的IR2110驱动抗干扰电路设计[J]. 管梁,饶晶晶. 电子技术应用. 2015(06)
[5]一种大功率变频器的过流保护控制方案研究[J]. 曲延昌. 电气传动. 2014(08)
[6]一种适合中频感应加热电源的IGBT驱动技术[J]. 范立荣,张凯强. 微型机与应用. 2014(08)
[7]大功率IGBT驱动信号隔离技术研究[J]. 谢舜蒙,杨光,马伯乐,忻力. 大功率变流技术. 2014(02)
[8]基于驱动元件2QD30A17K-I的变频控制系统研制[J]. 岳守俊. 变频器世界. 2012 (10)
[9]新型IGBT驱动器2SC0435T的应用[J]. 罗志清,刘庆,袁汉祖,赵小波. 舰船电子工程. 2012(08)
[10]IGBT电压击穿特性分析[J]. 汪波,胡安,唐勇,陈明. 电工技术学报. 2011(08)
硕士论文
[1]大功率IPM驱动与保护电路的设计[D]. 王亮亮.西安工程大学 2016
[2]高压IGBT的失效机理分析[D]. 薛鹏.电子科技大学 2016
[3]中高压大功率IGBT驱动保护电路及应用研究[D]. 唐开毅.湖南大学 2014
[4]IGBT驱动器的设计与实现[D]. 刘春玉.武汉理工大学 2013
[5]IGBT模型仿真研究[D]. 赵芬.合肥工业大学 2010
[6]IGBT谐振开关状态下的损耗研究[D]. 梁光菊.浙江大学 2006
[7]电力机车辅助逆变器IGBT驱动与保护的研究[D]. 李永.大连交通大学 2005
本文编号：3638365
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3638365.html
