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。     

一种新型IGBT多阶段驱动电路

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在各种中大功率电力电子装置中得到广泛应用,但IGBT在开关瞬态产生的电压电流过冲,不但会增加电路电磁干扰(EMI),甚至会损坏器件。所以在设计IGBT驱动电路时就需要考虑减小IGBT在开关瞬态中的电压电流过冲。提出了一种新型的IGBT驱动电路,可减小IGBT的电压电流过冲,相比于传统的方法,可缩短开关时间,降低开关损耗。     

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。     

IGBT栅极驱动电路的特性分析和应用

详细叙述了功率绝缘栅双极型晶体管IGBT 对驱动电路的特殊要求以及设计驱动电路应该考虑的问题,概述了IGBT驱动电路的常用类型,并给出了几个具有实用意义的典型电路.     

交流逆变器中IGBT的驱动与保护

系统介绍逆变器中IGBT(绝缘栅双极晶体管)的驱动与保护技术,给出了IGBT对驱动电路的要求,介绍了三菱公司IGBT驱动电路M57962L及IGBT过压、过流、过热保护等措施。这些措施实用性强,保护效果好。     

浅谈大功率IGBT的驱动问题

本文剖析了绝缘栅控双极性晶体管IGBT对驱动电路的特殊要求,同时根据这些要求给出了几种大功率IGBT的实用驱动电路,并以实验为依据比较分析了这几种驱动电路的优缺点;进给出了这几种驱动电路的实用效果。     

一种适合感应加热电源的IGBT驱动电路

为满足感应加热电源对绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,简称IGBT)驱动和保护功能的要求,采用可驱动大功率MOSFET和IGBT的IXDD414CI芯片作为主驱动元件,设计了一种驱动电路.该电路具有降栅压软关断和软关断封锁脉冲的保护功能,并能输出报警信号;其工作频率高,延迟时间小,驱动能力强,保护功能完善,因而非常适合用于大功率感应加热电源.详述了驱动电路构成和工作原理,给出了实验结果.     

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。     

基于同步信号的多路延时IGBT驱动电路设计

基于同步信号设计了一种可实现相互之间高压隔离的IGBT多路延时驱动电路系统,并应用到Marx电路中,实现了可柔性调节的阶梯型脉冲高压输出。试验结果表明,延时驱动电路可实现最大30μs的延时,且具有IGBT驱动电压欠压保护、自给反向栅压等功能,同时场效应管的存在抑制了栅射极电压振荡。驱动信号高压隔离变压器为单原边多副边结构,简单紧凑,通过副边数目的增减,可驱动不同级数的Marx电路,具有扩展性好的优点。过流保护电路反应速度快,IGBT关断可靠,可在2μs之内抑制短路电流继续上升。该驱动电路应用于10级的Marx电路中,实现了峰值电压10 kV,脉冲宽度30μs,最大电压阶数10阶的脉冲高压输出。     

基于M57962AL芯片的大功率IGBT驱动与保护设计

根据大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)对驱动电路和保护的要求,提出一种基于M57962AL的实用型大功率IGBT驱动电路及其保护的设计方案,该设计方案选取IGBT输出特性曲线的拐点作为短路保护阈值点,可有效防止误保护。以FF1200R17KE3_B2为例,根据提出的设计方案设计合适的驱动参数、保护参数及外围电路。通过短路保护测试及大功率实验结果验证该驱动电路具有良好的驱动和保护能力。     

一种适用于GaN器件的谐振驱动电路

针对氮化镓(GaN)器件,传统的驱动电路是电压源型驱动,在高频下充放电回路中的寄生电感会引起栅源电压振荡,超过GaN器件的栅源耐压值,损坏GaN器件。采用谐振驱动(RGD)电路是解决上述传统驱动存在的问题的有效途径之一,利用LC谐振,在GaN器件开通和关断时提供一条低阻抗箝位路径,减小栅源电压的振荡,提供一个稳定的栅源电压。详细分析了RGD电路的工作原理,同时设计制作了1 MHz的Boost变换器原理样机,并给出了实验结果。     

降栅压技术在MOSFET驱动中的应用

为在短路发生时有效保护金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor),在60V/10A固态功率控制器的驱动电路中,设计降栅压短路保护。通过与MOSFET反串的二极管检测短路故障,一旦发生短路,启动短路保护电路,快速降低MOSFET栅源极电压至其开启电压附近,以增大MOSFET漏源极电阻并使其可控,设计电容放电时间,即可按一定速度关断功率管。仿真和实验结果表明,降栅压短路保护技术能在短路发生时迅速关断MOSFET并在关断过程中起到限流、抑制di/dt、增强抗干扰的作用。     

3 300V SiC SBD嵌入式MOSFET研制

研制了一种3 300 V 碳化硅（silicon carbide, SiC） 肖特基二极管（schottky barrier diodes,SBD）嵌入式金属-氧化物半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field effect transistors,MOSFET）,即在传统MOSFET结构中集成一个由钛形成的肖特基接触。在芯片制造过程中,通过增加Ni退火后的表面处理工艺,使得栅源短路失效率降低约58%。研究发现,当二极管电流密度J_SD=100 A/cm²时,嵌入式二极管电压降V_SD（SBD）=2.1 V,寄生二极管的开启电压约为8 V,这说明嵌入式SBD可以抑制MOSFET寄生二极管开启,降低碳化硅MOSFET“双极退化”风险。另外,该芯片的阈值电压为3.05 V,比导通电阻和阻断电压分别为18.9 mΩ·cm²和3 955 V,在高压轨交市场具有广阔的应用前景。     

LCD箝位正激变换器箝位电路优化设计

对LCD箝位单端正激变换器的工作原理进行了分析,并以减小主开关管电压和电流应力为目标对箝位电路进行了优化设计。360 W/100 kHz试验电路对理论分析和优化设计过程进行了验证。     

一种电流型D类功放高频自激驱动电路

为了解决物理美容设备中电流型D类功放自激驱动栅源电压过高的问题,设计了一种实用电流型D类功放的高频自激驱动电路。通过改变电路中直流偏置电压、MOS管驱动级的电容、漏源间的电容以及两管漏极间电容、供电电压的方法,解决驱动栅源电压过高的问题。通过理论和试验分析,完成电路的设计。通过试验,做到了栅源电压不超过±30V,谐振频率可以达到2MHz左右。该电路具有分离元件少,结构简单,效率高等优点。将该电路实际应用到一款物理美容设备中时,达到了很好的消脂、美白、嫩肤效果。     

Low temperature coefficient and low line sensitivity subthreshold curvature-compensated voltage reference

A high-order curvature-compensated subthreshold voltage reference is proposed in this paper. The proposed curvature-compensated voltage reference consists of two supply-independent first-order voltage references and a curvature compensation circuit. The supply-independent first-order voltage reference uses a negative feedback loop which improves the line sensitivity and eliminates the demand of operational amplifier, whereas the curvature compensation circuit provides high-order temperature-compensated output reference voltage. The proposed curvature-compensated voltage reference provides an output reference voltage of 118.54 mV with a temperature coefficient of 21.5 ppm/°C over a wide temperature range of −60°C to 120°C . The power supply rejection ratio and line sensitivity are observed as −68.64 dB (for the frequency range of 1 Hz to 100 Hz) and 0.035%/V (for the supply voltage varies from 0.85 V to 2.5 V), respectively. The values of output noise at the frequencies of 1 kHz and 10 kHz without using any capacitive filter are obtained as 179.13 nV/ √ Hz and 123.87 nV/ √ Hz , respectively.     

一种升压型准谐振PFC电路研究

提出了一种升压型准谐振PFC电路，详细分析了电路的工作原理及特性，并在一台功率为100W、开关工作频率为100kHz的通信用开关电源装置上进行了实验验证。实验结果证明了该电路实现了零电压开关，功率开关管电压电流应力小。同时高频工作状态使得电源装置实现了高效化、小型化和轻量化。所提出的PFC电路在满载时效率高达91%。     

基于OPA454的新型高压级联放大器优化设计

为获取频率可调的高线性度电压信号,提出基于OPA454的高压级联线性放大器的优化设计方案。首先,设计高压级联放大器的主电路、隔离电路和级联放大电路;然后,分析此线性放大器的负反馈特性和容性负载特性,保证输出电压信号的高线性度和带容性负载能力;最后,搭建两级级联放大电路模型,时域下测试输入电压频率分别为0.001 Hz、1.0 Hz、1.0 kHz、10 kHz时放大器的输入输出波形,在频域下对比一级电压放大电路和两级电压放大电路的频率响应曲线。结果表明:设计的新型线性放大器输出的电压波形可对输入电压线性放大40 n倍,并达到较高的线性度和低波形失真率,满足可调频率下电压准确放大的要求。     

一种多模式变频宽输出LLC变换器

针对新能源领域对开关变换器具有宽电压增益范围的要求,提出一种多模式变频宽输出LLC变换器.该变换器原边为全桥结构,副边整流器为两级倍压结构,通过控制副边开关管的导通与截止,具有3种不同的电路模式,其增益比为1:2:4.各种模式对应不同的输出电压等级,采用变频控制方式,变换器可以实现50～430 V的宽输出电压范围.多种...     

GaN器件的LLC谐振变换器的优化设计

首先介绍了LLC谐振变换器的工作原理,详细分析了基于增强型氮化镓(e Ga N)场效应晶体管的LLC谐振变换器的开关过程。分析结果表明,通过调节死区时间可以避免Ga N晶体管的反向导通,从而减小损耗;通过减小高频功率回路电感可以减小功率回路的振荡。再对死区时间和功率回路布线分别进行了优化,由于Ga N晶体管栅源电压安全裕量很小,为确保器件安全,对驱动回路布线进行优化;最后设计了1台输入电压为48 V、输出电压为12 V、输出功率为100 W、开关频率为1 MHz的LLC实验样机,并进行了实验验证。实验结果表明,高频功率回路电感从5.6 n H降为0.4 n H时,下管关断时的漏源电压超调由15%下降到6.7%,另外驱动功率回路采用单层布线带屏蔽层的布线方式后,开关管的驱动电压几乎没有振荡。