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關斷控制器

電磁感應加熱系統及IGBT功率模塊驅動

本文把所研制的IGBT驅動保護電路應用在電磁感應加熱系統上，并且針對注塑機的特點設計了一款電磁感應加熱系統。其中包括整流濾波電路、半橋逆變電路、控制電路、驅動電路和溫度、電流等檢測電路。本文的另一個重點分析了IGBT對驅動保護電路的要求，并且研制了一種單管IGBT驅動保護電路和一種IGBT半橋模塊驅動保護電路。單管1GBT驅動電路的功能比較簡單，只具有軟關斷和過流保護功能。而IGBT半橋模塊驅動保護電路功能比較多，具有軟關斷、互鎖、電平轉換、錯誤信號電平轉換、過流保護、供電電壓監視、電源隔離和脈沖隔離電路等保護功能，適用于中大功率的IGBT半橋模塊驅動。在電磁感應加熱部分介紹了電磁感應加熱的工作原理，分析了串并聯諧振逆變器的拓撲結構和特點。根據注塑機的實際應用設計了兩款主電路的拓撲結構，一款是針對小功率部分加熱的拓撲結構，是單管IGBT的拓撲結構，另一款是針對中大功率加熱部分的半橋IGBT拓撲結構。另外介紹了電磁感應加熱的控制電路以及采用模糊PID算法對注塑機料筒進行溫度監控調節。最后通過對系統的仿真和實驗調試表明整個感應加熱系統滿足實際應用要求，運行可靠，適合于再注塑機行業中推廣。最后，總結了本文的研究內容，并在此基礎上對以后的工作做出了簡單的展望。

標簽： 電磁感應加熱系統 igbt 功率模塊

上傳時間： 2022-06-21

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基于IGBT的PWM變頻器的研究

變頻器是指利用電力電子器件將工頰的交流電源變換為用戶所需頻率的交流電源，它分為直接變頻（交一交變頻）和間接變頻（交一直-交變頻），間接變頻技術在穩頻穩壓和調頻調壓的利用率以及變頻電源對負載特性的影響等方面，都具有明顯的優勢，是目前變頻技術領域普遍采取的方式，本課題所研究的正是間接變頻中的脈寬調制（PWM）變頻器技術由于IGBT器件的開關速度很快，當IGBT關斷或績流二極管反向恢復時會產生很大的di/dr，該dild在主電路的布線電感上引發較大的尖峰電壓（關斷浪涌電壓）.在采用PWM開關控創模式的IGBT變頻器中，IGBT的開關狀態不但與PWM脈沖有關，還與變頻器主電路元器件及負載特性有很大關系，為了確保IGBT安全可靠的工作，有必要進一步分析主電路和緩沖電路各器件的工作情況和接相過程，以期設計出有效的IGBT保護電路。本文推導了兩電平PWM三相變頻器的數學模型，對變頻器主電路的換相過程及緩沖電路的工作方式利用PSIM軟件進行了細致的仿真分析，同時也仿真研究了布線電感及緩沖電路各參數對1GBT關斷電壓的影響；詳細介紹了變頻器所包含的各電路環節的理論基礎及設計過程：并在大量的文獻資料和相關仿真分析的基礎上推導出套級沖電路器件參數的計算公式，實踐表明計算結果符合要求并取得了良好的效果。經過大量的實驗和反復的改進，并給出了調試結果及變頻器的額定輸出電壓、電流波形。通過將試驗結果與理論外析進行比較驗證，證明了理論分析的合理性，本文所研究設計的變頻器性能穩定，運行可靠，完全滿足設計要求.

標簽： igbt pwm 變頻器

上傳時間： 2022-06-21

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IGBT失效分析技術

近年來，對器件的失效分析已經成為電力電子領域中一個研究熱點。本論文基于現代電力電子裝置中應用最廣的IGBT器件，利用靜態測試儀3716，SEM（Scanning Electrom Microscope，掃描電子顯微鏡）、EDX（Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy、能量色散x射線光譜儀）、FIB（Focused lon beam，聚焦高子束）切割、TEM（Thermal Emmision Microscope，高精度熱成像分析儀）等多種分析手段對模塊應用當中失效的1GBT芯片進行電特性分析、芯片解剖并完成失效分析，并基于相應的失效模式提出了封裝改進方案。1，對于柵極失效的情況，本論文先經過電特性測試完成預分析，并利用THEMOS分析出柵極漏電流通路，找到最小點并進行失效原因分析，針對相應原因提出改進方案。2，針對開通與關斷瞬態過電流失效，采用研磨、劃片等手段進行芯片的解剖。并用SEM與EDX對芯片損傷程度進行評估分析，以文獻為參考進行失效原因分析，利用saber仿真進行失效原因驗證。3，針對通態過電流失效模式，采用解剖分析來評估損傷情況，探究失效原因，并采用電感鉗位電路進行實驗驗證。4，針對過電壓失效模式，采用芯片解剖方式來分析失效點以及失效情況，基于文獻歸納并總結出傳統失效原因，并通過大量實驗得出基于封裝的失效原因，最后采用saber仿真加以驗證。

標簽： igbt

上傳時間： 2022-06-21

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IGBT基本參數詳解

1，Vs：集射極阻斷電壓在可使用的結溫范圍內，柵極和發射極短路狀況下，集射極最高電壓。手冊里一般為25℃下的數據，隨著結溫的降低，VcEs會逐漸降低。由于模塊內外部的雜散電感，IGBT在關斷時Vcs最容易超過限值2，Poat：最大允許功耗在25℃時，IGBT開關的最大允許功率損耗，即通過結到殼的熱帆所允許的最大耗散功Pat =（Ty-T）/Rtaie其中，Ty為結溫，為環境溫度。二極管的最大功耗可以用同樣的公式獲得。在這里，順便解釋下這幾個熱阻，Rtice 結到殼的熱阻抗，乘以發熱量獲得結與克的溫差；Rthig芯片熱源到周圍空氣的總熱阻抗，乘以發熱量獲得器件溫升；Rehb芯片結與PCB間的熱阻抗，乘以單板散熱量獲得與單板的溫差。

標簽： igbt

上傳時間： 2022-06-21

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電子元器件系列知識—IGBT

一、IGBT 驅動1 驅動電壓的選擇IGBT 模塊GE 間驅動電壓可由不同地驅動電路產生。典型的驅動電路如圖1 所示。圖1 IGBT 驅動電路示意圖Q1，Q2 為驅動功率推挽放大，通過光耦隔離后的信號需通過Q1，Q2 推挽放大。選擇Q1，Q2 其耐壓需大于50V 。選擇驅動電路時，需考慮幾個因素。由于IGBT 輸入電容較MOSFET 大，因此IGBT 關斷時，最好加一個負偏電壓，且負偏電壓比MOSFET 大， IGBT 負偏電壓最好在-5V~-10V 之內；開通時，驅動電壓最佳值為15V 10％ ,15V 的驅動電壓足夠使IGBT 處于充分飽和，這時通態壓降也比較低，同時又能有效地限制短路電流值和因此產生的應力。若驅動電壓低于12V ，則IGBT 通態損耗較大， IGBT 處于欠壓驅動狀態；若 VGE >20V ，則難以實現電流的過流、短路保護，影響 IGBT 可靠工作。2 柵極驅動功率的計算由于IGBT 是電壓驅動型器件，需要的驅動功率值比較小，一般情況下可以不考慮驅動功率問題。但對于大功率IGBT ，或要求并聯運行的IGBT 則需要考慮驅動功率。IGBT 柵極驅動功率受到驅動電壓即開通VGE( ON )和關斷 VGE( off ) 電壓，柵極總電荷 QG 和開關 f 的影響。柵極驅動電源的平均功率 PAV 計算公式為：PAV =（VGE(ON ) +VGE( off ) ）* QG *f對一般情況 VGE( ON ) =15V，VGE( off ) =10V，則 PAV 簡化為： PAV =25* QG *f。f 為 IGBT 開關頻率。柵極峰值電流 I GP 為：

標簽： 電子元器件 igbt

上傳時間： 2022-06-21

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基于IGBT的750kVA三相二極管箝位型三電平通用變流模塊設計

IGBT關斷電壓尖峰是其中的主要問題，解決它的最有效方法是采用疊層母線連接器件。針對二極管籍位型三電平拓撲兩個基本強追換流回路，本文用ANSOFT Q3D軟件比較研究了三類適用于多層母線排的疊層方案，并提出了一種新穎的疊層母線分組連接結構，結合特殊設計的吸收電容布局，減小了各IGBT模塊的關斷過沖，省去阻容吸收電路，并優化了高頻電流在不同電容間的分布，抑制電解電容發熱。通過理論計算與仿真兩種方式計算該設計方案的雜散電感，并用實驗加以證實。本文還設計了大面積一體化水冷散熱器，表面可以貼裝15個功率器件和若干傳感器和平衡電阻，采用水冷方式以迅速帶走滿載運行時開關器件的損耗發熱，并能達到結構緊湊和防爆的效果。在散熱器內部設計了細槽水道結構以避開100多個定位螺孔，同時可以獲得更大的熱交換面積。本文分析了SCALE驅動芯片的兩類器件級短路保護原理，并設計了針對兩類保護動作的閾值測試實驗，以確保每個器件在安全范圍內工作；設計了系統控制和三類系統級保護電路：驅動板和控制板的布局布線經過合理安排能在較強的電磁干擾下正常工作。論文最后，在電抗器、電阻器、異步感應電機等不同類型、各功率等級負載下，對變流模塊進行了測試，并解決了直流中點電壓平衡問題。各實驗證實了設計理論并體現了良好的應用效果。

標簽： igbt 二極管

上傳時間： 2022-06-22

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一種新型的IGBT短路保護電路的設計

固態電源的基本任務是安全、可靠地為負載提供所需的電能。對電子設備而言，電源是其核心部件。負載除要求電源能供應高質量的輸出電壓外，還對供電系統的可靠性等提出更高的要求IGBT是一種目前被廣泛使用的具有自關斷能力的器件，開關頻率高，廣泛應用于各類固態電源中。但如果控制不當，它很容易損壞。一般認為IGBT損壞的主要原因有兩種：一是IGBT退出飽和區而進入了放大區，使得開關損耗增大；二是IGBT發生短路，產生很大的瞬態電流，從而使IGBT損壞。IGBT的保護通常采用快速自保護的辦法，即當故障發生時，關斷ICBT驅動電路，在驅動電路中實現退飽和保護；或者當發生短路時，快速地關斷IGBT，根據監測對象的不同，ICBT的短路保護可分為U，監測法或U..監測法，二者原理基本相似，都是利用集電極電流1e升高時U，或U.也會升高這一現象。當U2或U..超過UtU.就自動關斷IGBT的驅動電路。由于U，在發生故障時基本不變，而U.的變化較大，并且當退飽和發生時，U.變化也小，難以掌握，因而在實踐中一般采用U.監測技術來對ICBT進行保護。本文研究的IGBT保護電路，是通過對IGBT導通時的管壓降U.進行監測來實現對IGBT的保護。

標簽： igbt 短路保護電路設計

上傳時間： 2022-06-22

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三相半波整流電路的設計

內容摘要電力電子為人類做出了不可磨滅的貢獻，因此研究電力電子件是為時代所需。本次課程設計為三相半波整流電路的設計，本組選擇方案為三相半波可控整流電路的設計。主要分為三大模塊：主電路一觸發電路和保護電路，其中觸發電路為集成電路。所選器件基本為電阻-電感和門極可關斷晶閘管（GTO）等。由于當負載為電阻和電阻電感時的電路的工作情況不同，所以電路中對它們各自工作的情況進行系統而詳細的分析。設計中對電路的工作原理以及電路器件的數計算等均有涉及。根據計算的結果，又遵循經濟安全的原則，設計中對器件的型號做出了最后的選擇。由于時間倉促，難免有些差錯，望批評指正。1設計要求（1）輸入電壓：三相交流380V、5012（2）輸出功率：2KW（3）用集成電路組成觸發電路（4）負載性質：電阻、電阻電感（5）對電路進行設計計算說明（6）計算所用元器件型號參數2整流電路的分類及案選擇整流電路將交流電變為直流電，應用十分廣泛，電路形式多種多樣，各具特色。可以從多種角度對整流電路進行分類：按電路結構可分為橋式電路和零式電路；按組成的器件可分為不可控半控一全控三種；按交流輸入相數可分為單相電路和多相電路；按電壓器二次側電流的方向是單向或雙向，又分為單拍和雙拍電路。鑒于本課程設計，需要三相半波整流電路，可有兩種方案選擇：方案1，三相半波不可控整流電路；方案2，三相半波可控整流電路。對于三相半波不可控整流電路，電路中采用了三個二極管整流，此電路不需要觸發電路，同時負載電壓不可調，而三相半波可控整流電路，電路中采用三個晶閘管整流，電路中有專門的觸發電路，觸發電路適時的給予脈沖，可調節輸出電壓，可適合不同電壓的要求，并且直流脈動小，可承受整流負載較大，常見使用等優點，所以本次課程設計選擇三相半波可控整流電路，即方案2，其大體圖形如圖（1）。

標簽： 三相整流電路設計

上傳時間： 2022-06-24

上傳用戶：bluedrops
整流后濾波電解電容容量的計算

電容濾波電路單相橋式電容濾波整流電路。在負載電阻上并聯了一個濾波電容C。（1）濾波原理若電路處于正半周，二極管D1、D，導通，變壓器次端電壓v，給電容器C充電。此時C相當于并聯在v以上，所以輸出波形同v，，是正弦形。在剛過90°時，正弦曲線下降的速率很慢。所以剛過90°時二極管仍然導通。在超過90°后的某個點，正弦曲線下降的速率越來越快，二極管關斷。所以，在到，時刻，二極管導電，C充電，ye=x1按正弦規律變化；t2到t，時刻二極管關斷，y。=x1按指數曲線下降，放電時間常數為RL.C。

標簽： 整流電路

上傳時間： 2022-06-25

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FOC死區補償實現

目前，小功率通用或專用變頻器以及交流變頻家電產品大多采用典型的交-直-交電壓型逆變器（vsi）結構，逆變實現一般采用雙極性 pwm調制技術，即在同一逆變橋臂上、下 2個開關管施加互補的觸發信號。由于開關管自身的特性：開通和關斷都需要一定的時間，且關斷時間比開通時間要長。因此，若按照理想的觸發信號控制開關管的開通和關斷，就可能導致同一橋臂的2個開關管直通而損壞開關器件。為了防止這種直通現象的發生，必須在它們開通和關斷之間插入一定延時的時間，這個延時時間就稱為死區。死區時間內2個開關管都處于關斷狀態，負載電流通過反并聯二極管續流，負載電壓不受開關管控制，由此造成負載電壓波形發生畸變，逆變器的平均輸出電壓降低，并產生與死區時間以及調制比成正比的3，5，7，…次諧波分量，進而影響到電動機的輸入電流和運行質量。當逆變器工作在低輸出頻率、開關頻率較高和負載感性很弱時這種影響相當嚴重[1.2]。為此，需要對死區的影響進行補償，以提高變頻器的輸出性能和改善電動機的運行工況。常用的補償方法有電流反饋型和電壓反饋型，也有單邊補償與雙邊補償、純硬件補償與硬件軟件結合補償等具體手段，但其工作原理相似，都是產生一個與死區引起的誤差波形反向的波形，以抵消死區的作用[3.10].motorola公司推出的電動機專用控制芯片mr16內部集成了專門的死區補償硬件電路，只需要簡單的外圍電流極性檢測和簡單的軟件編程就可以實現可靠的死區補償

標簽： foc 死區補償

上傳時間： 2022-06-26

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