本文以感應加熱電源為研究對象，闡述了感應加熱電源的基本原理及其發展趨勢。對感應加熱電源常用的兩種拓撲結構-電流型逆變器和電壓型逆變器做了比較分析，并分析了感應加熱電源的各種調功方式。在對比幾種功率調節方式的基礎上，得出在整流側調功有利于高頻感應加熱電源頻率和功率的提高的結論，選擇了不控整流加軟斬波器調功的感應加熱電源作為研究對象，針對傳統硬斬波調功式感應加熱電源功率損耗大的缺點，采用軟斬波調功方式，設計了一種零電流開關準諾振變換器ZCS-QRCs（Zero-current-switching-Quasi-resonant）倍頻式串聯 振高頻感應加熱電源。介紹了該軟斬波調功器的組成結構及其工作原理，通過仿真和實驗的方法研究了該軟斬波器的性能，從而得出該軟斬波器非常適合大功率高頻感應加熱電源應用場合的結論。同時設計了功率閉環控制系統和PI功率調節器，將感應加熱電源的功率控制問題轉化為Buck斬波器的電壓控制問題。針對目前IGBT器件頻率較低的實際情況，本文提出了一種新的逆變拓撲-通過IGBT的并聯來實現倍頻，從而在保證感應加熱電源大功率的前提下提高了其工作頻率，并在分析其工作原理的基礎上進行了仿真，驗證了理論分析的正確性，達到了預期的效果。另外，本文還設計了數字鎖相環（DPLL），使逆變器始終保持在功率因數近似為1的狀態下工作，實現電源的高效運行。最后，分析并設計了1GBT的緩沖吸收電路。本文第五章設計了一臺150kHz，10KW的倍頻式感應加熱電源實驗樣機，其中斬波器頻率為20kHz，逆變器工作頻率為150kHz（每個IGBT工作頻率為75kHz），控制孩心采用TI公司的TMS320F2812 DSP控制芯片，簡化了系統結構。實驗結果表明，該倍頻式感應加熱電源實現了斬波器和逆變器功率器件的軟開關，有效的減小了開關損耗，并實現了數字化，提高了整機效率。文章給出了整機的結構設計，直流斬波部分控制框圖，逆變控制框圖，驅動電路的設計和保護電路的設計。同時，給出了關鍵電路的仿真和實驗波形。
上傳時間： 2022-06-22
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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。
上傳時間： 2022-06-22
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全數字化焊機系統的主電路采用能輸出較大功率的IGBT全僑式逆變結構，控制系統采用DSP（TMS320LF2407A）和單片機（C8051F020）構成的主從式控制結構，其中DSP為控制系統的核心，主要完成焊接實時參數的采集、PI運算和PWM波形的產生：單片機對整個控制系統進行管理，可以實現對人機交互系統（包括鍵盤和顯示）、送絲電機和一些開關量的控制以及與PC機通訊等功能。此外，單片機與DSP之間采用串行通信方式進行信息交換。本文還對送絲電機控制電路和一些輔助控制電路進行了必要的設計.在控制系統軟件設計中采用了模塊化的程序設計思想。在規劃出整個主程序流程的基礎上，把整個程序分為多個結構簡單、功能明確的子程序來設計，從而大大降低了系統軟件設計的復雜性，同時也使程序結構清晰、簡單易懂。在主電路和控制電路的設計中，采用了線性光耦、霍爾傳感器等多項隔離措施，并設計了相應的焊機保護電路，同時還采用了必要的軟硬件抗干擾措施，從而保證了全數字化焊機系統工作的穩定性和可靠性.通過對控制電路的各個功能模塊進行軟、硬件調試表明，該焊機系統響應速度快，電路簡單可靠，系統軟件較高效、可移植性好，且系統抗干擾能力強，基本達到了本設計的要求。最后，在對本文做簡要總結的基礎上，對于本焊機的進一步完善工作提出了建議，為全數字化焊機控制系統今后更加深入的研究奠定了良好的基礎。關鍵詞：數字化焊機：控制系統：逆變技術；DSP：單片機：人機交互系統
上傳時間： 2022-06-22
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在UPS中使用的功率器件有雙極型功率品體管、功率 MOSFET、可控硅和IGBT IGBT既有功率MOSFET 易于驅動，控制簡單、開關頻率高的優點，又有功率品體管的導通電壓低，通態電流大的優點、使用 IGBT成為UPS功率設計的首選，只有對 IGBT的特性充分了解和對電路進行可靠性設計，才能發揮 IGBT的優點。本文介紹UPS中的IGBT的應用情況和使用中的注意事項。2.IGBT在UPS中的應用情況絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是一種MOSFET 與雙極晶體管復合的器件。據東芝公司資料，1200V/100A 的IGBT的導通電阻是同一耐壓規格的功率 MOSFET 的1/10，而開關時間是同規格 GTR的1/10。由于這些優點，IGBT廣泛應用于不間斷電源系統（UPS）的設計中。這種使用 IGBT的在線式UPS具有效率高，抗沖擊能力強、可靠性高的顯著優點。UPS主要有后備式、在線互動式和在線式三種結構。在線式 UPS以其可靠性高，輸出電壓穩定，無中斷時間等顯著優點，廣泛用于通信系統、稅務、金融、證券、電力、鐵路、民航、政府機關的機房中。本文以在線式為介紹對象，UPS中的1GBT的應用。
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1前言萊鋼型鋼廠大型生產線傳動系統采用西門子SIMOVERT MASTER系列PWM交-直-交電壓型變頻器供電，變頻器采用公共直流母線式結構；冷床傳輸鏈采用4臺電機單獨傳動，每臺電機分別由獨立的逆變單元控制，逆變單元的控制方式為無速度編碼器的矢量控制，相互之間依靠速度給定的同時性保持同步。自2005年投入生產以來，冷床傳輸鏈運行較為穩定，但2007年2月以后，冷床傳輸鏈逆變單元頻繁出現絕緣柵雙極型晶體管（Insolated Gate Bipolar Transistor，IGBT）損壞現象，具體故障情況統計見表1由表1可知，冷床傳輸鏈4臺逆變器都出現過IGBT損壞的現象，故障代碼是F025和F0272原因分析1）IGBT損壞一般是由于輸出短路或接地等外部原因造成。但從實際情況上看，檢查輸出電纜及電機等外部條件沒有問題，并且更換新的IGBT后，系統可以立即正常運行，從而排除了輸出短路或接地等外部條件造成IGBT損壞。2）IGBT存在過壓。該系統采用公共直流母線控制方式，制動電阻直接掛接于直流母線上，當逆變單元的反饋能量使直流母線電壓超過DC 715 V時，制動單元動作，進行能耗制動；此外掛接于該直流母線上的其他逆變單元并沒有出現IGBT損壞的現象，因此不是由于制動反饋過壓造成IGBT燒壞。3）由于負荷分配不均造成出力大的IGBT損壞。從實際運行波形上看，負荷分配相對較為均勻，相互差別僅為2%左右，應該不會造成IGBT損壞。此外，4只逆變單元都出現了IGBT損壞現象，如果是由于負荷分配不均造成，應該出力大的逆變單元IGBT總是燒壞，因此排除由于負荷分配不均造成IGBT損壞。4）逆變單元容量選擇不合適，裝置容量偏小造成長期過流運行，從而導致IGBT燒毀。逆變單元型號及電機參數：額定功率90kw，額定電流186A，負載電流169 A，短時電流254 A，中間同路額定電流221 A，電源電流205 A，電機功率110kw，電機額定電流205 A，電機正常運行時的電流及轉矩波形如圖1所示。
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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。
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IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）絕緣柵雙極型品體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFEt高輸入阻抗和GT的低導通壓降兩方面的優點。IGB綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。成為功率半導體器件發展的主流，廣泛應用于風電、光伏、電動汽車、智能電網等行業中。在電動汽車行業中，電機控制器、輔助動力系統，電動空調中，IGBT有著廣泛的使用，大功率IGB多應用于電機控制器中，由于電動汽車電機控制器工作環境干擾比較大，IGBT的門極分布電容及實際開關中存在的米勒效應等寄生參數的直接影響到驅動電路的可靠性1電機控制器在使用過程中，在過流、短路和過壓的情況下要對1GBT實行比較完善的保護。過流會引起電機控制器的溫度上升，可通過溫度傳感器來進行檢測，并由相應的電路來實現保護；過壓一般發生在IGBT關斷時，較大的di/dt會在寄生電感上產生了較高的電壓，可通過采用緩沖電路來鉗制，或者適當降低開關速率。短路故障發生后瞬時就會產生極大的電流，很快就會損壞1GBT，主控制板的過流保護根本來不及，必須由硬件電路控制驅動電路瞬間加以保護。因此驅動器的設計過程中，保護功能設計得是否完善，對系統的安全運行尤其重要。
上傳時間： 2022-06-22
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IGBT是MOSFET和GTR的復合器件，它具有開關速度快、熱穩定性好、驅動功率小和驅動電路簡單的特點，又具有通態壓降小、耐壓高和承受電流大等優點.IGBT作為主流的功率輸出器件，特別是在大功率的場合，已經被廣泛的應用于各個領域。本文在介紹了1GBT結構、工作特性的基礎上，針對風電變流器實驗平臺和岸電電源的實際應用，選擇了各自的IGBT模塊。然后對IGBT的驅動電路進行了深入地研究，詳細地說明了IGBT對柵極驅動的一些特殊要求及應該滿足的條件。接著對三種典型的驅動模塊進行了分析，同時分別針對風電變流器實驗平臺和岸電電源，設計了三菱的M57962AL和Concept的2SD315A驅動模塊的外圍驅動電路。對于大功率的設備，電路中經常會遇到過流、過壓、過溫的問題，因此必要的保護措施是必不可少的。針對上述問題，本文分析了出現各種狀況的原因，并給出了各自的解決方案：采用分散式和集中式過流保護相結合的方法實現過電流保護；采用緩存吸收電路及采樣檢測電路以防止過電壓的出現；通過選擇正確的散熱器及利用鉑電阻的特性來實施檢測溫度，從而使電路能夠更好地可靠運行。同時，為了滿足今后1.5MW風電變流器和試驗電源等更大功率設備的需求，在性價比上更傾向于采用IGBT模塊串、并聯的方式來取代高耐壓、大電流的單管1GBT.本文就同一橋臂的IGBT串聯不均壓，并聯不均流的問題進行了闡述，并給出了相應的解決方案。最后針對上述的不平衡情形，采用PSpice對其進行仿真模擬，并通過加入均壓、均流電路后的仿真結果，有效地說明了電路的可行性。
上傳時間： 2022-06-22
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IGBT驅動適配板的原理圖
標簽： igbt
上傳時間： 2022-06-22
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怎樣判斷IGBT MOS管的好壞？怎么檢測它的引腳？IGBT1、判斷極性首先將萬用表撥在R×1KΩ 擋，用萬用表測量時， 若某一極與其它兩極阻值為無窮大，調換表筆后該極與其它兩極的阻值仍為無窮大， 則判斷此極為柵極（G ）。其余兩極再用萬用表測量， 若測得阻值為無窮大， 調換表筆后測量阻值較小。在測量阻值較小的一次中，則判斷紅表筆接的為集電極（ C）；黑表筆接的為發射極（E）。2、判斷好壞將萬用表撥在R×10KΩ 擋，用黑表筆接IGBT 的集電極（C），紅表筆接IGBT 的發射極（ E），此時萬用表的指針在零位。用手指同時觸及一下柵極（ G）和集電極（C），這時IGBT 被觸發導通，萬用表的指針擺向阻值較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下柵極（ G）和發射極（ E），這時IGBT 被阻斷，萬用表的指針回零。此時即可判斷IGBT 是好的。3、注意事項任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT 好壞時，一定要將萬用表撥在R×10KΩ 擋，因R×1KΩ 擋以下各檔萬用表內部電池電壓太低，檢測好壞時不能使IGBT 導通，而無法判斷IGBT 的好壞。此方法同樣也可以用于檢測功率場效應晶體管（ P-MOSFET ）的好壞。現在經常要檢測MOS 管了，轉幾篇MOS 管的檢測方法，以備隨時觀摩！用萬用表檢測MOS 開關管好壞的方法一、MOS 開關管針腳判斷：在電腦上， MOS 管都是N 溝道增強型的MOSFET 開關管， 大部分都采用TO－220F 封裝，其針腳判斷方法是：將針腳向下，印有型號的面向自己，左邊的是柵極，中間是漏極，右邊是源極。
上傳時間： 2022-06-22
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