IGBT功率元件的应用及保护技术

本文对功率绝缘栅控双极性晶体管IGBT栅极驱动特性及其驱动电路进行了探讨,叙述了IGBT对驱动电路的特殊要求及设计驱动电路应注意的问题,同时给出了功率IGBT的驱动电路和保护电路的应用实例.     

IGBT功率元件的应用及保护技术

本文对功率绝缘栅控双极性晶体管IGBT栅极驱动特性及其驱动电路进行了探讨，叙述了IGBT对驱动电路的特殊要求及设计驱动电路应注意的问题，同时给出了功率IGBT的驱动电路和保护电路的应用实例。     

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。     

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.     

电动汽车用开关磁阻电机驱动系统的设计

设计了一种电动汽车用开关磁阻电机的驱动系统,论述了基于M57962L的IGBT驱动电路和电动汽车控制系统用开关电源的设计。实验结果表明,所设计的IGBT驱动电路驱动信号波形理想,可快速有效地开通关断IGBT;系统供电电源输出电压纹波小,工作稳定。     

基于UC2844的IGBT驱动电路设计

为解决中小功率容量的IGBT驱动问题,设计出以UC2844为核心控制器的驱动电路,包括驱动所需的隔离电源控制电路与功率电路、PWM信号处理等。对隔离电源的控制器应用方法、功率电路的关键器件设计及信号处理电路给出了详细解决方案,并通过计算机仿真验证其可行性。实验结果表明,设计方案满足中小型IGBT驱动的一般需求。     

基于智能功率模块的变频冰箱压缩机控制系统

变频冰箱压缩机内部的电机采用了无位置传感器三相无刷直流电机,提出了利用反电动势过零信号来检测转子位置的方法。系统的功率驱动部分电路采用了SANKEN公司的SLA6805M智能功率模块,它集成了6个IGBT以及前置驱动,并带有过流保护以及死区时间保护,高端IGBT驱动采用自举升压方式,对自举升压的原理进行了分析。     

基于三角激光测距系统中激光器驱动电路的研究

三角激光测距系统中用到的激光器的输出光功率会受到环境温度的影响,会直接影响激光测距的准确性与稳定性。激光器的驱动电路需要根据激光器的这个特性,进行温度补偿,最终使得激光器的输出光功率不受温度影响,这称为激光器的恒功率控制。依靠理论分析,并通过实际测试与改进,最终实现了激光器在-20~70℃的恒功率控制。在此基础上,驱动电路引入数字模拟转换模块(DAC),通过软件可以实时调整激光器的实际输出光功率,以应对更加复杂工作环境。     

基于DSP控制的三相逆变电源设计

提出了由整流模块,逆变模块和控制模块三部分组成的逆变电源系统.采用数字信号处理器(DSP)对电源系统进行全数字控制,透过改变PWM波形的脉冲宽度和调制周期可以达到调压和变频的目的.采用功率MOSFET和IGBT专用驱动芯片IR2136驱动三相桥式逆变电路,取代了传统的模拟驱动电路和模块化桥臂电路设计,降低了开发成本,并融合了多元化的保护功能使逆变电源系统的驱动电路变得简单可靠.     

基于TLP250的超音频IGBT驱动电路的设计

针对M57962典型驱动电路在驱动超音频IGBT时存在外围电路复杂,频率响应慢,驱动能力弱的不足,采用TLP250光耦隔离芯片设计了一种全新超音频IGBT驱动电路,对其结构和工作原理进行了分析,并与M57962典型驱动电路进行了对比实验,测试结果表明所设计的驱动电路在超音频下具有更陡的上升沿和下降沿,更大的驱动能力。电路结构简单,性能稳定可靠,成本低。     

电动轮式畜禽巡检车负载驱动试验及分析

针对电动轮式小车的轮毂电机驱动控制及其稳定性问题,笔者采用嵌入式控制器和电流、速度双闭环控制方法,建立了轮毂电机的驱动控制系统。设计了电机驱动电路、速度检测电路、电流检测电路及过流过载保护电路,采用模糊自适应比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制算法,在测功机平台上模拟电动轮式小车在受突变负载时的实际运行状况,对该控制系统的稳定性进行试验与分析。试验结果表明:该小车启动稳定,在施加不同负载情况下能够维持稳定的速度运行,在过流过载情况下触发保护系统,防止电流过大烧毁硬件电路,进行堵转试验系统未出现故障。此驱动控制系统安全可靠,稳定性好,可为分析验证电动轮式小车驱动控制系统的稳定性提供参考。     

高功率密度的IGBT驱动电路研究

针对集成IGBT模块的驱动要求,以高功率密度为目标,采用HCPL-316J设计了一种小体积的IGBT驱动保护电路。介绍了驱动保护电路的原理、计算以及试验分析过程,试验结果验证了该电路的正确性和可靠性,具有一定的实用价值。     

基于KV31的无刷直流电机控制系统设计

为提高港口机电设备的能源利用率,提出以无刷直流电机作为驱动机构,替代目前广泛使用的三相异步电机。控制系统作为无刷直流电机的重要组成部分,对于电机性能表现至关重要。系统以 NXP的 KV31 微控制器作为控制核心,按照模块化思想,对无刷直流电机的软硬件进行设计,其中包括核心控制电路、功率驱动电路和转子位置信号检测电路等;根据港口机械中的电机存在的实际工况,设计阶跃负载实验等多组实验进行测试。实验结果表明,所设计的无刷直流电机控制系统运行稳定可靠,能够满足性能要求。     

烧结机布料闸门开度控制的电液比例系统

针对烧结机布料闸门寿命周期短的问题,设计了烧结机布料闸门开度控制的电液比例驱动系统,介绍了该电液比例系统的工作原理及其特点。在布料闸门的开度控制中,利用电液比例驱动系统替代原步进电机驱动系统,将油缸活塞杆的输出位移信号反馈给闸门开度控制器,实现了对布料闸门开度的精确控制。研究结果将为烧结机布料闸门的开度控制提供指导。     

离合器作动电机驱动电路设计

根据干式DCT作动电机需求定义,进行了电机选型及其性能测试,考虑其低压大电流的驱动特点,提出了基于英飞凌BTS7960芯片的驱动方案,着重开展了基于BTS7960的小尺寸大电流驱动单元的研制及功能测试.测试结果表明：该驱动电路在不同负载工况下具有可靠、稳定的PWM输出功能,同时也实现了对电机的基本保护功能.     

基于ICL7667实现步进电机高频斩波控制

为了提高小内阻步进电机驱动系统中功率MOSFET的开关速度,采用ICL7667作为功率MOSFET的驱动器,从而实现步进电机的高频斩波控制。首先,针对电阻分压式驱动电路测试和仿真中出现的功率MOSFET的漏级输出未处于截止和深度饱和状态的问题,对所采用的功率MOSFET的栅极电容特性、开关时间等进行了研究,发现栅极电容的充放电过程影响了功率MOSFET的开关速度。接着,提出了提高功率MOSFET开关速度的方法。最后,采用ICL7667作为功率MOSFET的驱动器实现了步进电机的高频斩波控制。仿真和试验结果表明：电阻分压式驱动电路在斩波频率不大于20kHz时,功率MOSFET的漏级输出能处于截止和深度饱和的状态;采用ICL7667的驱动电路,可以保证斩波频率为200kHz时,功率MOSFET的漏级输出仍处于截止和深度饱和的状态。采用ICL7667的驱动电路,使得其斩波频率比电阻分压式驱动电路的斩波频率提高了10倍,可保证小内阻步进电机在高速斩波信号的控制下正确运行。     

IGBT栅极驱动技术探讨

绝缘栅双极二级管(IGBT)作为一种可控开关,获得了广泛应用.IGBT的栅极驱动技术是其应用的一个重要方面.在本文中着重讨论了IGBT栅极驱动及保护的基本问题,并介绍了几个新的应用实例.     

基于FPGA的刚体调姿系统逻辑控制器开发

为解决大部件刚体调姿系统中各数控设备驱动电路的可靠性、各辅助工装设备的稳定性、系统的容差保护与报错等问题,设计并开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的逻辑控制器.重点从处理器模块、I/0模块、电源模块等方面对逻辑控制器进行了硬件结构设计,同时给出了基于硬件描述语言(VHDL)的软件实现方法.应用实践结果表明,该逻辑控...     

基于AU6802N1的旋转变压器信号接口电路的设计和应用

由于旋转变压器适应复杂恶劣工况条件的能力强,本文在越野电动车交流传动系统中采用了旋转变压器来实现异步电机转子位置信号的精确测量并且设计了基于RDC芯片AU6802N1的旋变位置信号的接口电路。试验结果表明,该电路简单可靠,所测得的位置信号完全满足高性能交流传动控制系统的要求。