用于等离子体离子辐照的新型阶梯型脉冲高压电路研制

为满足等离子体离子辐照和复合表面改性处理技术的发展,提出了基于Marx发生器,通过调节驱动信号延时,实现放电IGBT开关不同时导通,从而获得阶梯型脉冲高压输出的电路设计思想,并验证了其可行性.试验结果显示,该电路可输出脉冲峰值电压10 kV,峰值电流30 A,脉冲宽度3～30μs,脉冲频率20～500 Hz,最大电压阶...     

基于Marx电路的纳秒级高压脉冲电源设计

为满足等离子体污水处理对高压脉冲电源的要求,设计了一种基于Marx发生器的紧凑型、高重复频率纳秒级高压直流脉冲电源,该脉冲电源以绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为放电主开关,并使用多输出磁环变压器为IGBT提供驱动信号。Marx发生器由25级电路组成,每级电路由IGBT开关、快恢复二极管以及电容器组成。充电时,通过电感和二极管对电容充电,减小电路功率损耗;放电时,电感对输出脉冲高电压与输入电源之间进行隔离。为了保护IGBT开关在短路等情况不被过电流损坏,使用了过电流保护电路。实验结果表明,输入电压为500 V低压时,串联25级电路即可获得最大幅值为10 k V、最小脉宽为400 ns且脉冲前沿为50 ns的高压脉冲,可实现反应器中气体的电晕放电,达到污水快速净化的目的。     

一种基于IGBT的Marx发生器的研制

为了解决地球探测仪器等领域所需脉冲电压在几十至几kV之间输出电流相对较小的问题,提出了在中小功率场合采用IGBT代替空气放电球隙,从而改进充放电回路的控制方式。给出了以IGBT作为控制开关的Marx发生器的构成框图,IGBT驱动电路和AT89S52单片机控制电路;分析了以放电球隙作为控制开关的Marx发生器基本回路的动作过程;设计了一种以IGBT为控制开关的3级Marx发生器,并进行了放电等效电路的计算和元件参数的选择。采用单片机内部定时/计数器产生周期性脉冲信号,作为IGBT驱动电路的原始控制信号,最终实现了幅值1200 V,脉宽1~10 ms,脉冲频率为10~240/min可调的脉冲电压。采用示波器分压测试的方法给出了负载电阻输出脉冲电压的实际测试结果。测试结果表明,中小功率场合采用IGBT作为控制开关构建Marx发生器切实可行。     

均压驱动耦合型单驱动IGBT串联电路设计

为给介质阻挡放电提供电压、频率、脉宽可调的高压脉冲,文中设计了均压驱动耦合型单驱动IGBT串联电路。该串联电路在每个IGBT两端并联一个动态均压与驱动信号输出耦合电路,在导通关断时,一方面保证IGBT两端电压不超过额定电压,另一方面为下级IGBT提供驱动截止信号。通过仿真研究,验证了电路原理的可行性,探索了元器件的选型规则。通过实验研究,实现了电源电压在0～15 kV可通断、频率在0～1 kHz可调节、脉冲宽度在一定范围内可变化,并成功实现介质阻挡放电。该电路解决了多驱动IGBT串联电路需要隔离高压电源及单驱动IGBT串联电路结构难以扩展,各级IGBT导通关断跟随性差,元器件容易损坏的缺陷。该电路同样适用于MOSFET,具有很好的应用前景。     

赛米控推出适于各种应用的即插即用IGBT驱动核

在新一代IGBT驱动核SKYPER中,体现了少即是精的理念,该驱动电路具备了驱动IGBT模块所必需的最基本的功能。这种可靠的驱动核,经过在成本和功能方面的优化后,可以在不同的应用领域适用于不同品牌、不同封装的IGBT,并且适用于焊接和插接。赛米控推出的基于半桥电路的驱动核的最新的IGBT门极驱动电路SKYPER,包含所有的基本驱动功能,并简化了门极驱动电路。这种驱动核包含基本的驱动功能、电气隔离、VCE监测,短脉冲抑制、欠压监测和导通瓦锁。由于最基本功能的限制,它和传统解决方案相比较,其元器件数量要少了30%。在电气绝缘的处理上,它采用了具有双向传输功能的脉冲变压器。通过这种方法,可以在原边与副边之间传输驱动信号和状态信号,并将能量传递到副边。     

电磁炉各单元电路的特点与作用（下）

（续上期） 八、高压保护电路（IGBT管Vce检测电路） 作用：防止IGBT管因C极电压过高而损坏。若IGBT管Vce过高,在本电路的作用下,将无驱动脉冲送往功率驱动电路,IGBT管停止工工作,整机无输出。     

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。     

一种采用全固态开关的高压双极性脉冲源

为满足高压脉冲电场灭菌实验的需要,提出一种结合经典Marx发生器与全固态开关器件的高压双极性方波脉冲源设计方案。选用全固态开关器件替代传统的火花间隙开关,以单极性Marx发生器为核心,实现能量压缩,通过全桥固态调制器可实现高压方波脉冲的双极性输出。详细分析了电路的结构、工作过程、控制策略和负载适应能力。以全固态IGBT为主开关器件,研制了脉冲源的高压主回路部分;设计了相应的控制电路和开关同步触发电路,通过光纤和隔离供电模块实现了信号传输和强弱电的隔离。相比于常规的双极性高压脉冲源,该方案具有更简洁的电路结构和良好的负载适应能力,实现了输出脉冲极性可控、前沿更陡,脉冲频率、脉宽、电压幅值可调等优点。实验结果表明,该脉冲源系统可以产生幅值范围-7~7 k V、每秒脉冲数1~1 000、脉宽范围2~10μs、极性可变的高压方波脉冲,为开展高压脉冲电场灭菌实验,寻找最佳灭菌电参数条件,提供了硬件支持。     

采用FPGA的多路高压IGBT驱动触发器研制

为有效控制固态功率调制设备,提高系统的可调性和稳定性,介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和微控制器(MCU)的多路高压IGBT驱动触发器的设计方法和实现电路。该触发器可选择内或外触发信号,可遥控或本控,能产生多路频率、宽度和延时独立可调的脉冲信号,信号的输入输出和传输都使用光纤。将该触发器用于高压IGBT(3300V/800A)感应叠加脉冲发生器中进行实验测试,给出了实验波形。结果表明,该多路高压IGBT驱动触发器输出脉冲信号达到了较高的调整精度,频宽’脉宽及延时可分别以步进1Hz、0.1μs、0.1μs进行调整,满足了脉冲发生器的要求,提高了脉冲功率调制系统的性能。     

新型软开关全桥变换器IGBT高速驱动电路

提出一种适用于软开关全桥变换器的IGBT新型驱动电路,它采用脉冲变压器隔离,无需附加单独浮地电源,IGBT栅源之间没有振荡现象,死区时间可调节,驱动电路对元件参数变化不敏感,IGBT关断时可提供反向栅压,工作频率可达100kHz。驱动电路结构简单,抗干扰能力强。实验结果证明了新方案的合理性和有效性。     

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。     

一种车用IGBT开关过电压保护电路设计

对车用IGBT的驱动电路与关断保护电路的原理进行分析,提出一种新的开关过电压保护电路,通过驱动电路与保护电路进行配合达到对动态的电压上升的控制,最终稳定地驱动IGBT并保护IGBT不会因过压而损坏。通过在PSpice中建立仿真原理图并进行仿真,由仿真结果证实了该电路可以有效抑制IGBT关断过程中产生过电压,保护IGBT关断,从而提高电路的稳定性。     

适用于间接矩阵变换器的IGBT驱动保护电路设计

针对间接矩阵变换器中开关器件多,电路拓扑复杂的特点,设计了一种适用于间接矩阵变换器的绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)的驱动保护电路.该电路基于M57962厚膜电路,并设有隔离电源和阈值电压调节电路,可以有效实现矩阵式变换器各个开关器件的隔离供电,以及对各开...     

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。     

基于EXB841的IGBT驱动与保护电路研究

本文叙述了绝缘栅双极型晶体管IGBT对驱动和保护电路的要求。并简要介绍了IGBT专用驱动芯片EXB841的驱动原理,进而针对EXB841典型IGBT驱动保护中存在的不足,提出了采用过流检测电路精确调整过流阈值,延迟电路识别虚假过流和过流锁定,采用外部成型电路提高负栅压和系统应用中及时的故障显示等改进方法。设计了相应的优化驱动电路,优化驱动电路在脉冲发生电源中得到应用。实际运行表明优化驱动电路克服了EXB841典型驱动的不足,改善了IGBT的驱动与保护性能,具有很好的实用性。     

用于水中灭藻的高压脉冲电源的研究

等离子体在环境保护方面应用广泛,为给灭藻装置提供高压快速脉冲使其产生等离子体,设计了一台新型结构的脉冲电源。提出了Marx发生器与磁脉冲压缩电路相结合的电路结构,引入了小容量储能电容来控制输出脉冲的能量,基于PSpice软件进行仿真分析来改善电路参数和结构,各开关的动作采用单片机控制。仿真得到峰值7.5kV、上升沿30ns、重复频率100Hz、一个脉冲内能量0.7J的脉冲电压。     

基于现场可编程门阵列的全固态高压ns脉冲发生器

为研究ns脉冲电场诱导肿瘤细胞的凋亡效应,结合Marx发生器原理和全固态开关技术,研制了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)的多参数可调全固态高压ns脉冲发生器。该发生器主要包括高压直流电源、Marx电路、FPGA控制电路和负载4部分。Marx电路采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作为控制开关代替传统的火花间隙开关,用二极管代替电阻。FPGA产生多路同步触发脉冲信号,通过光纤进行隔离后可作为MOSFET的原始控制信号,同步驱动多个MOSFET。FPGA控制电路控制充电电压和输出脉冲的宽度、频率,并具有保护功能。实验结果表明,该脉冲发生器可产生幅值(0～8kV)连续可调、脉宽(200～1 000ns)灵活可变、频率(1～1 000Hz)独立可控,前沿35ns的高压ns脉冲,为进一步探索ns脉冲电场生物医学效应奠定了基础。     

智能化IGBT驱动电路研究

研究并设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的智能化IGBT驱动电路.该电路由CPLD实现各种控制、保护逻辑.驱动电路的高、低电平驱动方式可通过改写CPLD中VHDL源代码来实现.同时,该电路可以选择两路直接驱动和桥臂互补驱动两种工作模式.电路具有开通盲区设置,死区时间设置功能,短路保护运用软降栅压结合软关断技术,软降栅压时间,软关断斜率可通过外接电路自由整定.电路本身自带隔离驱动电源.试验证明该电路具有良好的驱动及保护能力.     

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。