IPM智能功率模块电路设计及其在有源滤波器装置中应用

智能功率模块IPM(Intelligent Power Module)功能完善,可靠性高,具有集成度高、体积小的特点。在有源电力滤波器装置中使用IPM可以简化装置的主电路,提高系统整体可靠性。IPM电路设计主要包括驱动电路部分、缓冲吸收电路部分以及保护电路部分。IPM驱动方案由驱动电源和光耦接口电路组成,根据模块的设计要求,给出了一种典型的高可靠性的IPM外部驱动方案。由于关断浪涌电压和续流二极管恢复浪涌电压的存在,IPM上会产生过电压,必须设计相应的缓冲吸收电路,来减少开关损耗,充分利用功率器件的功率极限。通过分析3种常见的缓冲电路,给出了相应的适用范围。IPM保护电路由模块内部的保护电路和外围辅助保护电路组成,外围保护电路的设计基于对IPM故障信号的处理。通过使用IPM构建有源滤波器的逆变电路,分析了其在有源滤波器装置中的应用。     

一种具有自动定时调光功能的路灯用高压钠灯电子镇流器

介绍一种具有自动定时调光功能的路灯用高压钠灯电子镇流器,论述电路的基本工作原理和控制策略,通过单片机控制实现电子镇流器的点火、恒功率、调光和保护控制。然后给出一个额定功率为400W的高压钠灯电子镇流器的实验结果。     

开关电源（μPC1099）保护回路的缺陷及改进方案

介绍了集成脉冲宽度调制方式(PWM)控制器(μPC1099)的构成与原理,分析了以μPC1099集成电路组成开关电源保护电路的缺陷,提出一种保护电路改进方案,实现了保护电路的自恢复功能。     

PolySwitch在电子镇流器中的异常保护应用

介绍一种新颖方法以保护电子镇流器的异常状态,该方法采用Ｒａｙｃｈｅｍ公司的自恢复保险丝ＰｏｌｙＳｗｉｔｈｃ来保护异常状态下的电子镇流器,电路简单,可靠,可自恢复,具有很高的实用价值。     

一种具有自保护功能的功率MOSFET驱动电路

提出了一种功率ＭＯＳＦＥＴ高频载波桥式整流驱动电路。该电路具有频率响应快、线路简单可靠、控制灵活等特点，而且还具有自保护功能。     

开关磁阻电动机功率电路实验研究

介绍了一种基于智能功率模块的新型开关磁阻电动机功率电路.研究了智能功率模块FCAS50SN60的工作原理并设计了特有的驱动电路、自举电路和保护电路.实验结果证明此电路是一种实用的开关磁阻电动机功率电路.     

配电网静止同步补偿器的驱动与吸收电路设计

配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的可靠性与主电路功率开关器件的驱动和保护密切相关,DSTAT-COM运行中的诸多故障很大程度上与主电路功率开关器件有关。为了使功率开关器件稳定、可靠的工作,讨论并设计了DSTATCOM主电路功率开关器件IGBT的驱动电路和吸收保护电路。驱动电路采用集成智能驱动模块2SD315A,该模块集驱动、隔离、保护为一体且结构简单、功能强大、使用方便,非常适合于实际装置的开发。给出了利用2SD315A设计驱动电路的详细过程并为2SD315A设计了可靠的上电复位电路吸收保护电路采用RCD型电路,介绍了RCD型吸收保护电路的工作原理。根据RCD型吸收保护电路的工作原理和吸收保护电路安全可靠工作的目的建立了电路参数优化设计的数学模型。该模型中以功率开关器件承受的浪涌电压最小、放电时间常数最小和投资成本最小为目标函数。然后通过并行自校正多目标遗传算法优化吸收保护电路参数,给出了一个设计实例。实验装置的实际运行证明:所设计的IGBT驱动保护电路性能优良、可靠性高,对其它同类型的电力电子装置有较好的借鉴作用。     

电冰箱多功能保护器

下图为笔者所提供的一种保护器电路的原理图。本电路对过压、欠压、瞬间断电等异常现象均能自动进行延时保护。本电路主要由三部分组成:一是电压检测电路。二是数字延时电路。三是触发器及可控硅控制线路。电压检测电路、触发器控制电路均采用逻辑门电路,延时部分用数字分频计数器来定时。因为普通的电容充电式延时在长时间定时时需用大容量电容,且要求漏电极小,同时定时精度,可靠性都较差;而数字定时可     

基于智能功率模块开关磁阻电机功率电路的研究

为了改善开关磁阻电机功率电路的工作性能,降低功率电路的复杂程度,介绍了一种基于智能功率模块的新型开关磁阻电机功率电路.研究了飞兆(FAIRCHILD)公司生产的智能功率模块FCAS50SN60的工作原理并设计了其特有的驱动电路、自举电路和保护电路.相关实验在一台0.75 kW的开关磁阻电机上实现,实验结果证明此电路是一种切实可行的开关磁阻电机功率电路.     

基于智能功率模块开关磁阻电机功率电路设计

为改善开关磁阻电机(SRM)运行效率和功率电路的工作性能,降低SRM调速系统硬件的复杂程度,提出了一种基于智能功率模块的新型SRM功率电路。功率电路由日本三菱公司生产的智能功率模块PM75RLA120构成,并设计了其驱动电路、故障处理电路和保护电路。在一台1.5 kW三相12/8极SRM上进行试验验证,试验结果证明了该功率电路的可行性。     

高压IGBT在di/dt缓冲电路中的短路特性

di/dt缓冲电路中较高的开通电感使IGBT短路特性在两种短路模式下有明显的不同,由于短路开通时集电极-发射极电压的急剧减小,IGBT短路模式一中的特性变得格外重要,而且还引起VCE变陡峭的去饱和过程。本文描述了该失效模式中IGBT特性,并给出了快速检测这种失效的两种备选方案。利用大面积高压压封IGBT模块及单IGBT芯片进行验证测试。     

基于PC929的IGBT驱动和保护电路设计

本文根据IGBT器件特性总结了驱动电路的设计要求。采用PC929设计了一种简单、实用的IGBT驱动电路,分析了保护电路的性能。进行的正常开通关断实验和故障保护实验表明,该电路可满足IGBT驱动的要求,并具有可靠的保护功能。     

大功率IGBT栅极驱动电路的研究

在大功率IGBT应用系统中,脉冲变压器隔离的栅极驱动电路由于能得到相对较高的隔离电压,可实现较高开关频率等优点,被广泛应用。在高压大电流IGBT特性分析的基础上,从实践出发对IGBT驱动电路的影响因素做了深入的研究,并探讨了IGBT栅极驱动电路设计注意的几个问题。对很有实际应用价值的脉冲变压器隔离的IGBT栅极驱动电路及其相应芯片进行了分析研究。由此可以更深刻地理解IGBT的驱动电路及其影响因素,这对正确使用IGBT器件及其驱动电路的设计有一定的实用价值。     

一种基于EXB841的IGBT驱动与保护电路设计

叙述了绝缘栅双极型晶体管IGBT对驱动和保护电路的要求以及设计其驱动和保护电路时应注意的问题。以EXB841为例,介绍了一种实用的功率IGBT驱动和保护电路。该电路具有很好的性能。     

基于驱动信号同步的串联IGBT动态均压方法

为解决由驱动信号不同步引起的多个IGBT串联动态电压不均衡问题,以实现串联IGBT在大功率高电压场合的应用。在研究国内外多种IGBT动态串联均压技术的基础上,采用同步变压器和端电压钳位电路相结合以实现动态电压均衡,并对其工作原理进行了说明。然后运用Saber仿真软件,建立串联IGBT的动态均压仿真电路。仿真结果表明,动态均压电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT驱动信号不同步造成的动态电压不均衡,而且能够使开关瞬态的过电压≤10%,确保了串联IGBT的安全运行。     

牵引变流器中6 500 V场终止IGBT的物理场仿真研究

绝缘栅双极性晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)凭借其优异的载流和抗压能力,在牵引变流器中得到了广泛的应用。通过仿真研究了解其动态特性,对于保障其自身和系统的运行稳定性和可靠性具有重要意义。针对牵引变流器用大功率IGBT封装模块,在分析IGBT工作原理和特性的基础上,充分考虑其静态特性、动态特性以及封装寄生参数影响,结合寄生参数提取矩量法和IGBT动态模型等效电路分析法,建立了精确的IGBT封装电路模型,并通过仿真测试分析对模型进行了验证。此外,以牵引变流器中的整流器电路为例,依据IGBT封装精确电路,构建了更为详细的整流器精确电路模型。仿真结果表明,精确电路模型比理想电路仿真输出能够更加准确地突出系统的高频信息,这对于针对含有大功率IGBT器件系统开展损耗计算、电磁兼容性分析以及风险评估等极具参考价值。     

一种适用于桥式变换器的IGBT高频驱动电路

针对IGBT对驱动电路的要求，提出并分析了一种廉价的、适用于桥式变换器的IGBT高频驱动电路，给出了设计时需要注意的问题。该驱动电路不但工作频率高、实现容易，还可克服常用IGBT驱动器的缺点。     

混合式直流断路器IGBT关断能力提升技术研究

混合式高压直流断路器主要由快速机械开关和电力电子器件构成,主要依靠快速机械开关承载电流,通过电力电子器件开断和关合电流,为基于MMC柔性直流输电提供直流侧短路保护。但是直流断路器分断电流大,远远高于IGBT常规分断能力。文中根据直流断路器IGBT的特殊工作条件和电气应力,分析影响IGBT关断能力提升的影响因素,分别从降低IGBT导通损耗、关断损耗和抑制IGBT关断过电压等3个方面提升IGBT的可关断电流能力。文中首先仿真不同回路参数对IGBT损耗的影响,通过优化IGBT退饱和能力和关断过程暂态特性,降低关断损耗,最终完成IGBT结温仿真校核。同时通过研究IGBT关断过电压的影响因素,仿真不同回路参数对IGBT过电压的影响,提出抑制IGBT的关断暂态过电压的具体方法。研制50 kV转移支路阀组,搭建试验平台,完成26 kA的大电流开断,IGBT稳态损耗和暂态损耗都得到有效控制,相关技术和研制设备已经应用张北工程±535 kV混合式高压直流断路器项目,具有十分重要的工程意义。     

IGBT驱动及短路保护电路研究

首先讨论了对IGBT的保护以及对其驱动电路的基本要求，然后基于IGBT集电极退饱和原理，作提供了一个具有完善短路保护功能的IGBT驱动电路。分析及试验结果表明，该电路简单、实用、可靠性高。     

一种改进控制电路在IGBT串联中的应用

绝缘栅双极型晶体管IGBTs(insolated gate bipolar transistor)串联应用实现的关键在于动态均压。首先,从理论上分析了传统IGBT控制电路中寄生电容存在的主要原因,以及其对IGBT串联均压产生的影响;然后,提出了一种改进型控制电路,与传统的控制电路相比,改进型控制电路从主电路获取控制信号驱动IGBT所需功率,无需外接直流电源和电源隔离,减少了寄生电容的引入,能在一定程度改善IGBT的串联均压;最后,通过仿真和实验验证了该电路的有效性。在工程应用上具有一定的参考价值。