基于FPGA控制的GCT集成門極驅(qū)動電路的研究.pdf

1、在電力電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，電力電子器件的性能起著至關(guān)重要的作用，電力電子器件的發(fā)展決定了電力電子技術(shù)的發(fā)展。IGCT（集成門極換流晶閘管）一種新型的大功率電力電子器件，主要由GCT（門極換流晶閘管）和門極驅(qū)動電路構(gòu)成，其中，GCT是一種性能優(yōu)良的新型大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件，門極驅(qū)動電路則是用來實現(xiàn)它的開通與關(guān)斷及實時反饋其工作狀態(tài)。GCT器件工作時，其工作性能的優(yōu)劣與驅(qū)動電路的電路特性有著直接的關(guān)系，應(yīng)用時必須與其驅(qū)動電路配合才能發(fā)揮優(yōu)越

2、的性能。
　　 本文主要針對1100A/4500V逆導(dǎo)型GCT集成門極驅(qū)動電路進行了分析與設(shè)計，首先從IGCT研究背景、意義出發(fā)，介紹了GCT集成門極驅(qū)動電路當(dāng)前的國內(nèi)外研究狀況，然后，詳細(xì)的闡述了GCT的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及性能參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上確定了GCT開通、維持和關(guān)斷所需要的門極驅(qū)動電流大小及門極驅(qū)動電路的設(shè)計方案。其次，根據(jù)GCT集成門極驅(qū)動電路的設(shè)計方案，對GCT集成門極驅(qū)動電路的開關(guān)主電路、電源電路、維持電流檢測電

3、路、狀態(tài)檢測電路及邏輯控制電路等電路模塊進行了分析設(shè)計。其中，采用PSPICE軟件對開關(guān)主電路的工作性能進行了模擬分析以及各元件參數(shù)對電路特性的影響進行了分析優(yōu)化，確定了開關(guān)主電路的各元件參數(shù)、GCT工作時所要求的門極驅(qū)動電流大小以及各開關(guān)管的開關(guān)時序；電源電路主要采用電壓轉(zhuǎn)化芯片實現(xiàn)電壓的變換，在其設(shè)計過程中，對電路特性進行了模擬分析，確定了電路中各元件的參數(shù)；在維持電流檢測電路和狀態(tài)檢測電路的設(shè)計中，對電路的功能及元件參數(shù)進行了詳細(xì)

4、的分析，最終確定了電路中各元件參數(shù)及電路所要實現(xiàn)的功能；邏輯控制電路是以FPGA作為控制核心的控制電路，采用QuartusⅡ軟件進行代碼編寫，完成功能仿真和時序仿真，實現(xiàn)了邏輯控制電路對各個電路模塊的有效控制。最后，得到了以開關(guān)主電路和邏輯控制電路為核心的1100A/4500V逆導(dǎo)型GCT集成門極驅(qū)動電路及元件參數(shù)。
　　 GCT集成門極驅(qū)動電路的性能對GCT的工作性能有著直接的影響，其驅(qū)動電路性能至關(guān)重要。本文為以后人們從事G