面向IGBT主动驱动并联仿真研究

在分析IGBT模块瞬态特性参数的基础上,提出了一种基于IGBT开关状态识别机制的并联IGBT模块主动驱动方法,并采用混合电路仿真方式进行了验证,该方法通过监测各支路IGBT的驱动和集射极电压值,识别出模块当前工作状态下的参数值。提出的IGBT集电极电流锁相控制算法通过调整驱动信号的延迟,保证各IGBT模块开关动作的真正同步以均衡各支路上的电流。仿真实验验证了所提机制的正确性。     

一种IGBT驱动芯片的研究

IGBT驱动芯片中集成电流保护模块。在IGBT过流时,及时关断IGBT,从而有效保护IGBT。本文主要介绍IGBT驱动芯片的保护电路应用方案。     

2SD315AI驱动模块在变频器中的应用

绝缘栅双极型晶体管IGBT是一种电压控制型电力电子器件，具有驱动功率小、开关速度快等优点，要保证IGBT稳定可靠地工作，其驱动电路起着至关重要的作用。2SD315AI是瑞士Concept公司专为IGBT的可靠工作和安全运行而设计的驱动模块，它以专用芯片组为基础，外加必需的其他元件组成。2SD315AI模块采用脉冲变压器隔离方式，能同时驱动两个IGBT模块，可提供±15V的驱动电压和±15A的峰值电流，具有准确可靠的驱动功能与灵活可调的过流保护功能，同时可对电源电压进行欠压检测，工作频率可达兆赫兹以上：电气隔离可达到4000VAC。     

基于智能功率模块的直流PWM调速系统设计

文章应用PWM针对额定电压为220V，额定电流为6．5A，额定转速为1500r／min的直流他励电动机进行直流调速系统设计。系统采用可逆电流、转速双闭环控制，主电路设计为H型双极式结构，功率管选用IGBT。基于技术先进、结构轻便的原则，系统选用两块集成芯片，智能功率模块（IPM）将输出功率组件IGBT和驱动电路、多种保护电路集成在同一模块内，而集成PWM控制器SG1525同样将生成PWM波的所有器件及其驱动和保护集成起来，大大简化了系统结构，操作也比较容易。     

IGBT并联均流分析

电力功率器件IGBT的并联应用是提高功率变换器电流处理能力的重要手段,IGBT并联支路均流与否是直接影响其实际工程应用关键性问题。从IGBT模块自身特性、驱动电路以及外围电路三个方面对均流特性的影响进行分析研究,给出了在实际并联应用中合理处理各影响因素后的实验波形,波形结果表明并联支路均流效果良好。     

基于IGBT栅极米勒平台的新型电流过载检测技术

通过对基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅极米勒平台的新型电流过载检测技术的研究,首先从理论上分析了感性负载功率转换电路中IGBT栅极米勒平台的形成机理,给出理想条件下米勒平台电压V_(GE,MP)与集电极电流I_C的关系;其次设计了IGBT栅极米勒平台电压测量系统实现对V_(GE,MP)的精确测量,并对V_(GE,MP)与I_C的关系进行了实验验证。最后,根据I_C与V_(GE,MP)的正相关关系,设计了应用于IGBT功率转换器的电流过载检测电路。当I_C高于IGBT功率转换器额定电流时,V_(GE,MP)高于额定电流对应的IGBT的米勒平台电压,本电路通过实时监测IGBT米勒平台电压实现电流过载检测。分别利用仿真和实验的手段对该新型电流过载检测技术的可行性和可靠性进行了验证。实验结果表明,IGBT集电极电流I_C在2.8～50 A的范围内,检测系统稳定有效,最大检测误差为±0.85 A。     

IGBT模块空洞率与其温度分布特性关系研究

IGBT模块焊接层空洞会使得模块局部热阻增加、散热能力降低进而导致表面温度场畸变。本文基于红外热像仪和DSP控制单元搭建温度分布检测系统,实现IGBT模块温度场信息的采集、处理和分析。根据实验需要采用自制IGBT模块研究空洞对温度场的影响。通过对不同空洞尺寸的模块进行实验,获得空洞率与温度场分布特性之间的关系。结果表明IGBT模块温度分布特性可以用来进行空洞的定量检测,并给出了根据表面温度特性对IGBT模块性能评估的一般方法。     

一种基于源测量单元的IGBT的电气参数测量方法

提出了一种利用源测量单元测量IGBT模块电气参数的方法。该方法是在分析源测量单元的测量原理基础上,提出了2线本地和4线远程接法在IGBT模块参数测量中的应用。针对不同的研究目的,该方案即适用于密封的IGBT模块,又适合于开启的IGBT模块。基于源测量单元所获取的IGBT模块电气参数,可以用于准确表征其健康状态,为构建表征其健康状态的典型数据特征提供基础。     

IGBT开关特性测试系统及瞬态特性分析

为了研究IGBT模块的开关瞬态特性,搭建一套基于LabVIEW的IGBT模块开关特性测试系统。对IGBT模块开关瞬态过程中的电压过冲进行了机理分析,并运用Saber仿真软件搭建双脉冲测试电路,仿真结果表明:电压过冲主要取决于测试回路中的杂散电感大小。测试电路经杂散电感优化后,通过搭建的IGBT模块开关特性测试系统进行验证,过冲电压同比减少约85%,对于IGBT模块的测试有一定的指导意义。     

IGBT模块封装热应力研究

为解决绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块在实际应用的可靠性提高、预测模块的寿命等问题,将有限元仿真技术应用到实际可靠性温度循环试验中。开展了多层结构的热应力理论分析,建立了层状结构的最大热应力和IGBT模块在实际应用中分层率之间的关系,提出了“通过计算模块在工作环境下的温度变化产生的最大热应力来预测模块实际使用过程中分层率的变化情况”的方法。进行了IGBT模块的温度循环可靠性试验。试验结果表明,通过利用最大热应力来预测IGBT模块分层率的方法与实验结果相吻合,计算结果比较精确。     

交流电机变频调速硬件控制电路设计

系统功率变换环节采用AC/DC整流电路和IGBT逆变电路,三相交流电压经二极管整流模块整流,大电容滤波后送到IGBT智能功率模块(IPM),IPM送出的交流给异步电动机调速。控制电路主要由89C51及其一些外围设备构成。它主要用来接受外来信号(如转速、过电流、过电压、欠电压给定等,发出控制命令,显示、报警、控制等)以及产生SPWM波形。     

IGBT过流保护电路设计

为解决绝缘栅双极性晶体管(IGBT)在实际应用中经常出现的过流击穿问题,在分析了IGBT过流特性和过流检测方法的基础上,根据过流时IGBT集电极电流的大小分别设计了过载保护电路和短路保护电路。过载保护电路在检测到过载时立即关断IGBT,根据不同的过载保护要求可实现持续封锁、固定时间封锁及单周期封锁IGBT的驱动信号;短路保护电路通过检测IGBT通态压降判别短路故障,利用降栅压、软关断和降频综合保护技术降低短路电流并安全关断IGBT。详细阐述了保护电路的保护机制及电路原理,最后对设计的所有保护电路进行了对应的过流保护测试,给出了测试波形图。试验结果表明,IGBT保护电路能及时进行过流检测并准确动作,IGBT在不同的过流情况下都得到了可靠保护。     

键合线故障下IGBT的电磁干扰特性研究

电力电子装置中的IGBT模块存在多种故障类型,键合线脱落故障是其中最常见的一种,如何判定IGBT发生键合线脱落故障成为一个研究难点。通过分析键合线的脱落机理和发生故障时对IGBT开关过程的影响,可以得出键合线故障会导致IGBT模块工作过程中产生的电磁干扰变大,然后通过实验进行验证。结果表明,通过监测回路中电磁干扰强度来诊断IGBT模块发生键合线脱落故障是可行的,且具有一定的工程实际意义。     

无工频变压器高频开关同步机励磁柜的节能分析

新型高频开关式同步电机励磁柜采用先进的大功率高频开关电源技术,及PWM-ZVC、ZCC(零电压、零电流开关技术)控制技术研制开发成功的新一代同步电机励磁柜。它采用先进的大功率模块(IGBT)取代可控硅(SCR),用只有几斤重的高频变压器取代近半吨重、体积庞大的工频变压器。本文主要分析新型高频开关同步电机励磁柜具有高效节能、稳定可靠等优点,在我厂空分装置中成功应用,并取得良好经济效益。     

联合电子首款功率模块批产

正功率模块PM4产品批产采用最新的IGBT芯片技术和先进的模块封装技术2020年7月,联合电子首款功率模块产品PM4在联合电子太仓厂正式下线。该功率模块采用最新的IGBT芯片技术和先进的模块封装技术,最大功率输出能力可达200 kW。同时,与市面上主流的框架模块相比,功率密度提高50%以上,具有高性能、高功率密度、高可靠性及高安全性等特点。功率模块是新能源汽车电驱系统的心脏,应用在电力电子控制器和电桥中,它的主要功能是将电池中储存的直流电与驱     

一种IGBT模块的新型建模与瞬态仿真方法研究

针对所采用的仿真方法无法全面评价IGBT模块可靠性的问题,提出了一种新型的IGBT模块仿真方法:对IGBT模块工作过程中的瞬态损耗进行了分析和计算,并对IGBT模块进行三维建模与瞬态下流固耦合仿真。以FS800R07A2E3为例,采用一维仿真分析计算其瞬态损耗,并将瞬态损耗等效为半正弦波,作为一维边界条件加载至三维仿真模型;同时基于Star-CCM+软件,采用瞬态仿真与流固耦合仿真相结合的方法,仿真得到了模块内部温度场分布云图和芯片最高结温波动数据,并采用英飞凌实验数据验证了仿真模型的准确性。研究结果表明:模块内部三相的不均匀性在2℃左右,瞬态仿真下的最高结温比稳态仿真下高7℃左右;该仿真方法更加接近IGBT工作的实际情况。     

基于电参数饱和压降的IGBT模块结温在线测量法

IGBT模块的工作性能、寿命及可靠性与结温密切相关。因此,关于IGBT模块结温探测方法的研究对指导器件安全可靠的使用和进行器件的可靠性评估具有极为重要的意义。本文首先阐述了IGBT模块结温测量的重要性,然后分析、对比各种测量IGBT结温的方法,确定了基于饱和压降的温敏参数测量法;接着进行了硬件选择,搭建了实际测量电路,获取了IGBT饱和压降与结温的多组数据,并对数据进行了处理,最终确立了二者的关系。     

充电机功率模块IGBT功率损耗及温升研究

电力机车充电机模块是机车辅助变流系统中一个重要的组成模块单元。800 V等级充电机模块IGBT电压等级为l 700 V,开关频率高,对IGBT功能和温升有很大影响,因此,对单只IGBT和双管并联IGBT进行了功率损托及温升计算、仿真及实验,并将研究成果引用到充电机功率模块中。     

IGBT驱动模块EXB841和M57959L的分析

针对EXB841、M57959L这两种IGBT驱动电路模块的工作原理进行了分析，并提出了一些改进用法。     

有源电力滤波器故障诊断系统的设计

针对有源电力滤波器APF（active power filter）中IGBT故障监测的问题,对IGBT及其驱动模块的故障进行了分析,对故障特征与故障检测电路进行了研究,设计了一种基于LabVIEW的故障诊断系统.通过对APF故障特征的归纳,设计了IGBT及其驱动模块的故障检测电路,并将IGBT故障运行与正常运行的时序图进行了对比分析,最后利用LabVIEW上位机对APF故障诊断系统进行了测试.实验结果表明,该诊断系统能对APF故障进行检测,并可有效识别IGBT故障的位置.