一种改进的单极性IGBT驱动电路

单极性IGBT驱动电路结构简单,成本低,却存在换流时射极产生负压引起振荡以及米勒效应引起二次开通等问题,针对以上问题设计了一种基于单极性电源供电的IGBT驱动电源和门极驱动控制电路。采用自举电路给上桥臂驱动供电,通过有源箝位及自举限流等方法来解决换流时IGBT射极的负压问题,采用三极管来分流米勒电流,解决米勒效应引起的的二次误开通问题。实验结果证明了该方法的可行性与正确性。     

30kV阻尼交流振荡波测试系统用新型电力电子开关的研制

本文设计了一种适用于阻尼交流振荡波测试系统的高压半导体开关。此开关由两个开关模块和一个辅助供电系统组成,每个开关模块又由10个相同的开关单元串联组成。其中,每个开关单元又可分为三部分:IGBT芯片及其均压电路,IGBT门极驱动和隔离供电电源。单个开关模块单独工作时可耐受20kV直流电压;两个开关盘串联工作耐压可达40kV;开通时间小于250ns。通过一套新型松耦合式的反激电压变换器为每个开关模块单独供电,在精简空间的同时实现了多路输出之间的高电压隔离。最后,将其应用于30kV振荡波测试系统中,实验结果表明本开关具有优良的性能,可应用于30kV以下试品的振荡波测试中。     

一种基于di_C/dt反馈控制的大功率IGBT驱动保护方法

针对大功率IGBT提出一种新型的有源门极驱动保护方法。在IGBT正常开通与关断过程中,利用di_c/dt反馈控制,设计软开通及软关断电路,有效缩短IGBT的开通与关断时间,提高IGBT的开关频率,减小器件功率损耗;在IGBT发生短路时,结合di_c/dt反馈技术,设计改进型有源钳位保护电路,实现IGBT软关断,防止关断时产生较大的过冲电压损坏IGBT,同时有效减小门极触发电阻R_g上的损耗。利用Saber软件进行电路仿真,并基于大功率IGBT模块YMIF1200-33实验平台,验证方案的可行性,结果表明,相对于传统控制方案,正常开关情况下,开通时间缩短了26.5%,关断时间缩短了52.6%;短路情况下,相对于传统有源钳位方法,改进方案在有效钳住V_(CE)电压的同时,关断期间门极电阻上的电流减小到原来的35.4%,并能在短路发生的第一时间迅速可靠地关断IGBT。     

串联IGBT的一种复合均压方法

针对IGBT串联应用时的集射极电压均衡问题,提出并研究了一种门极平衡核与无源RCD缓冲电路相结合的复合均压方案。分析了门极平衡核的均压原理,借助门极驱动等效电路模型,导出了门极平衡核的参数设计方法。在IGBT门极与发射极之间引入瞬态电压抑制器,有效减缓了平衡核变压器的漏感与IGBT输入电容引发的门极信号振荡幅度,同时有效保护了IGBT门极过电压。建立了复合均压方案的仿真与实验系统,实验结果表明,复合均压方案对由于IGBT特性参数差异和门极驱动信号不同步而引起的IGBT集射极电压不均问题具有显著的平衡效果。     

基于曲线离散Fréchet距离的风电并网变流器中IGBT模块缺陷诊断方法

提出一种基于门极电压响应曲线Fréchet距离变化的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块缺陷诊断方法。在IGBT模块的失效过程中,部分门极杂散参数会发生变化,相应地门极电路的电压响应曲线也会发生变化。利用门极电压在开通时段响应曲线的离散Fréchet距离度量其相似性的变化,并以此作为参数辨识IGBT模块是否存在缺陷。与现有的故障诊断方法相比,其响应时间更充裕。针对典型的缺陷形式进行了实验研究,结果验证了该方法诊断结论的正确性。     

集成光电隔离驱动模块设计及应用

根据IGBT门极驱动电路的特点，分析了光电隔离驱动模块HCPL316J的工作原理和特性；给出与微处理器接口的电路和试验。结果表明。该电路灵活、可靠。     

一种Hefner IGBT模型门极电容参数的提取方法

Hefner IGBT模型足迄今为止最全面、准确性较高的模型.其中驱动模型可用于研究驱动环境与IGBT开关暂态di/dt,du/dt之间的关系.该模型的准确性依赖于门极电容参数Cgs,Caxd的准确提取.采用一个电流源给IGBT门极充电,根据门极电压Vgvs.开通暂态特性,使用"直线拟合"的数据处理方法,可以方便地得到门极电容参数值.最后通过3组不同门极电流,Ig作用下分别得到的门极电容参数值的比较,验证了该方法的正确性.     

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。     

IGBT有源门极前馈控制方法的研究

为使绝缘栅双极型晶体管(IGBT)稳定高效工作,提出一种基于电流变化率和电压变化率电压反馈的门极驱动方法。在IGBT开通时,与电流变化率成正比的反馈电压反馈到门极;同样,在IGBT关断时,与电压变化率成正比的反馈电压反馈到门极,进而实现对门极电压的实时前馈控制。与传统的门极控制方法相比,开通过程中的电流过冲和关断过程中的电压过冲得到明显的抑制,同时降低了器件的损耗。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性与可行性。     

基于IGBT串联运行的动态均压研究

绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)串联运行易于实现IGBT的扩容,但同时也带来了不均压的问题。设计了以L,R为感性负载的实验电路,采用仿真软件PSpiee仿真分析出IGBT串联运行时动态不均压原因是吸收电路参数不一致、门极驱动信号延时不同、门极驱动电路参数不一致引起的。并提出了IGBT串联运行动态均压措施(选同型号IGBT、吸收电路参数与结构一致、门极驱动信号同步、门极电路参数一致)。     

大功率IGBT模块并联动态均流研究

绝缘栅双极型晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）的并联组合作为电感储能型脉冲功率系统中的主断路开关,就会在关断大电流时出现各并联模块的动态不均流现象。工程应用中,各IGBT模块门极驱动信号的不同步是导致该不均流的主要原因。文章分别就栅极电阻补偿法和脉冲变压器法对驱动信号的同步性补偿作用进行了理论研究和两个IGBT模块并联均流的实验验证,结果表明两种方法均可以达到很好的动态均流效果。然后在对比分析两种方法的基础上提出了利用脉冲变压器级联可以实现多个IGBT模块并联驱动信号的补偿,通过计算机辅助设计软件PSPICE仿真验证了该方法在三个IGBT模块并联使用时的有效性。     

IGBT驱动器在斩波串调系统中的应用研究

研究了以智能门极驱动模块IGD515E为核心的IGBT驱动电路在斩波式内反馈串级调速系统中的典型应用方法,可为该驱动电路的参数设计提供参考,此外给出了较为充分的试验波形予以证明该驱动电路工作稳定,具有优良的驱动和保护性能.     

IGBT驱动保护电路研究

介绍了IGBT门极驱动保护电路的分类,分析了IGBT驱动保护电路的发展趋势,对常用IGBT驱动器如光耦隔离型、变压器隔离型等典型电路进行了分析,并将市场上常用厂家生产的IGBT驱动器工作参数和性能进行了比较,结合对工程实践中IGBT故障的分析,讨论了选用IGBT驱动器时的参考原则,理论分析和应用实践表明,内部集成完善保护功能的光耦隔离驱动有较好的性价比,高频变压器隔离驱动有较高的可靠性。     

IGBT驱动设计原理及技术比较

在IGBT等效的有源模型基础上,分析电感负载下IGBT的开关换流过程及门极驱动参数对开关过程的影响。详细地介绍了IGBT驱动的设计原理和技术方法,包括:信号传输、隔离电源、驱动输出、保护等方面,总结了不同设计方法导致驱动器输出特性的差异、优缺点。采用TX-2DE300M17,2SC0435和2QD15A17K-C三款集成驱动器,设计外围驱动电路,对英飞凌FF300R17KE4进行双脉冲测试实验,比较研究了开通暂态波形,分析三款驱动器的技术差异和优缺点,最后介绍了IGBT门极驱动应用过程中应着重注意的细节。     

基于光耦ACPL-339J的IGBT驱动电路设计

针对大功率IGBT对驱动和保护电路的要求,采用ACPL-339J智能IGBT门驱动光电耦合芯片设计了大功率IGBT的驱动电路,包括驱动信号整形电路、去饱和(DESAT)电路、门极驱动保护电路等。并且使用改进Push-Pull拓扑结构设计了高效简单的DC/DC隔离电源电路,计算了隔离变压器的设计参数。最后,通过双脉冲和短路实验验证了驱动电路的快速响应能力、安全性、稳定性。     

高频电源模块驱动电路设计

在IGBT的使用过程中,驱动电路选择的合理性和设计是否正确是影响其推广使用的问题之一。IGBT的通态电压、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dv／dt等参数均与门极驱动条件密切相关。因此,设计合理、性能优越的驱动电路是高频电源模块运行可靠的保证。本文介绍了驱动器M57962AL的特点以及选用该驱动器实现的IGBT驱动电路。     

级联功率单元IGBT的驱动与保护研究

IGBT驱动与保护的设计是中高压变频器研究开发一个难点与技术关键点，文中首先分析了IGBT的工作特性、驱动电路要求，接着选用CONCEPT公司生产的2SD315A驱动模块进行电路设计，详细分析了其模块组成结构与工作原理，叙述了电路设计方法与详细参数计算，最后经过长时间运行验证，该电路可以很好满足使用要求。     

集成门极换流晶闸管门极驱动电路

介绍了集成门极换流晶闸管(IGCT)的基本结构,它同时拥有晶体管的关断特性和晶闸管的开通特性,是一种理想的兆瓦级中高压半导体开关器件.IGCT必须结合集成门极驱动电路才能完成硬开通和硬关断,因此门极驱动电路的性能将直接影响器件性能的优劣.具体设计了630A/4500V逆导GCT的驱动电路,并分析了驱动电路的要求和设计原理.     

数字IGBT驱动保护电路设计

中大功率的绝缘栅双极型晶体管(IGBT),都需要单独的IGBT驱动电路,传统的驱动电路采用模拟电路来实现无源电阻性门极控制的方案存在一定的缺陷。提出以FPGA为核心,利用数字技术实现可分级控制的有源门极驱动方案,并利用数字控制器的优点,实现对IGBT的实时监测和保护。     

基于量化电压并行比较的IGBT状态监测保护电路

在中高压、大容量电力电子变流系统中,大功率IGBT模块是变流器的核心器件,而驱动电路是影响IGBT模块及其组成的变流系统运行可靠性的关键因素.已有研究表明,对于IGBT模块的突发故障与老化失效,通过驱动电路进行状态监测与保护是目前能够对其实现故障诊断最快的方法.因此,该文提出一种基于量化电压并行比较的IGBT状态监测保护电路.首先,建立IGBT模块等效电路模型,分析模块内部寄生参数对饱和导通压降Vce(sat)、短路电流Isc、开通延迟时间tdon及门极峰值电流Igpeak等状态参数的影响,利用其在不同老化程度下的变化范围构建IGBT模块的全寿命安全工作区,为量化电压设定提供依据.其次,以Vce(sat)与tdon作为采集对象,设定特定阈值,对检测信号进行量化,根据比较电路的逻辑输出实时监测并辨别短路故障与老化程度,从而保护IGBT模块.最后,利用Pspice进行仿真分析,验证了该方法的正确性与可行性.