電力電子課程設(shè)計(jì) 基于exb 841驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

1、武漢大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第1頁(yè)共9頁(yè)目錄目錄一.方案論證方案論證……………………………………………….13二.IGBT驅(qū)動(dòng)電路的原理驅(qū)動(dòng)電路的原理…………………………………45三.基于基于EXB841驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)…………………………...67四.元件清單元件清單……………………………………………………8五.結(jié)論結(jié)論…………………………………………………………9六.參考書目參考書目……………………………………………………9武漢大學(xué)設(shè)

2、計(jì)說(shuō)明書第3頁(yè)共9頁(yè)(1)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)能為IGBT柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動(dòng)脈沖。當(dāng)IGBT在硬開(kāi)關(guān)方式下工作時(shí)會(huì)在開(kāi)通及關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生較大的開(kāi)關(guān)損耗。這個(gè)過(guò)程越長(zhǎng)開(kāi)關(guān)損耗越大。器件工作頻率較高時(shí)開(kāi)關(guān)損耗甚至?xí)蟠蟪^(guò)IGBT通態(tài)損耗造成管芯溫升較高。這種情況會(huì)大大限制IGBT的開(kāi)關(guān)頻率和輸出能力同時(shí)對(duì)IGBT的安全工作構(gòu)成很大威脅。IGBT的開(kāi)關(guān)速度與其柵極控制信號(hào)的變化速度密切相關(guān)。IGBT的柵源特性呈非線性電容性質(zhì)因此驅(qū)動(dòng)器須

3、具有足夠的瞬時(shí)電流吞吐能力才能使IGBT柵源電壓建立或消失得足夠快從而使開(kāi)關(guān)損耗降至較低的水平。另一方面驅(qū)動(dòng)器內(nèi)阻也不能過(guò)小以免驅(qū)動(dòng)回路的雜散電感與柵極電容形成欠阻尼振蕩。同時(shí)過(guò)短的開(kāi)關(guān)時(shí)間也會(huì)造成主回路過(guò)高的電流尖峰這既對(duì)主回路安全不利也容易在控制電路中造成干擾。（2）能向IGBT提供適當(dāng)?shù)恼驏艍?。IGBT導(dǎo)通后的管壓降與所加?xùn)旁措妷河嘘P(guān)在漏源電流一定的情況下uGS越高uDS就越低器件的導(dǎo)通損耗就越小這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。

4、但是uGS并非越高越好一般不允許超過(guò)20V原因是一旦發(fā)生過(guò)流或短路柵壓越高則電流幅值越高IGBT損壞的可能性就越大。通常綜合考慮取15V為宜。(3)能向IGBT提供足夠的反向柵壓。在IGBT關(guān)斷期間由于電路中其它部分的工作會(huì)在柵極電路中產(chǎn)生一些高頻振蕩信號(hào)。這些信號(hào)輕則會(huì)使本該截止的IGBT處于微通狀態(tài)增加管子的功耗重則將使逆變電路處于短路直通狀態(tài)。因此最好給應(yīng)處于截止?fàn)顟B(tài)的IGBT加一反向柵壓(幅值一般為5～15V)使IGBT在柵極出

5、現(xiàn)開(kāi)關(guān)噪聲時(shí)仍能可靠截止。(4)有足夠的輸入輸出電隔離能力。在許多設(shè)備中IGBT與工頻電網(wǎng)有直接電聯(lián)系而控制電路一般不希望如此。另外許多電路(如橋式逆變器)中的IGBT的工作電位差別很大也不允許控制電路與其直接耦合。因此驅(qū)動(dòng)器具有電隔離能力可以保證設(shè)備的正常工作同時(shí)有利于維修調(diào)試人員的人身安全。但是這種電隔離不應(yīng)影響驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正常傳輸。(5)具有柵壓限幅電路保護(hù)柵極不被擊穿。IGBT柵極極限電壓一般為20V驅(qū)動(dòng)信號(hào)超出此范圍就可能破壞柵

6、極。(6)輸入輸出信號(hào)傳輸無(wú)延時(shí)。這一方面能夠減少系統(tǒng)響應(yīng)滯后另一方面能提高保護(hù)的快速性。（7）電路簡(jiǎn)單成本低。（8）IGBT損壞時(shí)驅(qū)動(dòng)電路中的其它元件不會(huì)隨之損壞。IGBT燒毀時(shí)集電極上的高電壓往往會(huì)通過(guò)已被破壞的柵極竄入驅(qū)動(dòng)電路從而破壞其中的某些元件。由于IGBT承受過(guò)流或短路的能力有限故IGBT驅(qū)動(dòng)器還應(yīng)具有如下功能:(9)當(dāng)IGBT處于負(fù)載短路或過(guò)流狀態(tài)時(shí)能在IGBT允許時(shí)間內(nèi)通過(guò)逐漸降低柵壓自動(dòng)抑制故障電流實(shí)現(xiàn)IGBT的軟關(guān)斷