自從超聲科技問世以來，其發(fā)展日新月異，應(yīng)用日益廣泛，已經(jīng)取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是作為一門綜合性極強(qiáng)的交叉學(xué)科，超聲學(xué)研究與應(yīng)用均起步較晚，技術(shù)狀況已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國經(jīng)濟(jì)事業(yè)多領(lǐng)域的需求，廣闊的市場前景促使我們加大研究力度。本文首先介紹了功率超聲波技術(shù)的原理和發(fā)展趨勢，然后詳細(xì)分析了超聲波設(shè)備的組成、關(guān)鍵技術(shù)以及設(shè)計(jì)難點(diǎn)，并采用三種不同的控制方案設(shè)計(jì)、制作了超聲波發(fā)生器，分別應(yīng)用在超聲波清洗機(jī)和焊接機(jī)中。主電路使用集MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)于一身的IGBT作為開關(guān)管，構(gòu)成半橋逆變電路。通過分析超聲波換能器的阻抗特性，比較換能器工作在串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率的優(yōu)劣，介紹了幾種匹配方式的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了匹配電路。控制電路中分別采用了鎖相方式、掃頻控制方式以及模糊自適應(yīng)控制方式實(shí)現(xiàn)了對超聲負(fù)載的自動(dòng)頻率跟蹤，并且功能完善，配備了軟啟動(dòng)、死區(qū)調(diào)節(jié)、限流、過流、驅(qū)動(dòng)自保護(hù)和過熱保護(hù)，有力的保障了系統(tǒng)長時(shí)間工作的穩(wěn)定性和可靠性。最后通過實(shí)驗(yàn)，證明了設(shè)計(jì)的方案可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，樣機(jī)不僅具有頻率自適應(yīng)功能，而且能夠功率自適應(yīng)，具有良好的推廣應(yīng)用意義。關(guān)鍵詞：超聲波發(fā)生器、阻抗特性、匹配電路、鎖相環(huán)、掃頻控制、模糊自適應(yīng)
標(biāo)簽： 超聲波發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2022-06-18
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本文在分析了中大功率IGBT特性、工作原理及其驅(qū)動(dòng)電路原理和要求的基礎(chǔ)上，對EXB841，M57962AL，2SD315A等幾種驅(qū)動(dòng)電路的工作特性進(jìn)行了比較。并針對用于輕合金表面防護(hù)處理的特種脈沖電源主功率開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路運(yùn)行中存在的問題對驅(qū)動(dòng)電路提出了功能改進(jìn)和擴(kuò)展方案，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)試，并成功地應(yīng)用于不同功率容量1GBT模塊的驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行情況良好，提高了電源的可靠性。針對電源設(shè)備的進(jìn)一步功率擴(kuò)容要求，采用IGBT模塊串、并聯(lián)運(yùn)行方案。對并聯(lián)模塊的均流、同步觸發(fā)、散熱、布局、布線等問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論，同時(shí)也討論了串聯(lián)模塊的均壓、驅(qū)動(dòng)等問題，并用仿真電路對串并聯(lián)模塊的工作特性進(jìn)行了仿真分析。最后將IGBT串并聯(lián)方案成功地應(yīng)用于表面處理特種電源中，實(shí)際運(yùn)行表明1GBT模塊的串并聯(lián)擴(kuò)容是可行的。關(guān)鍵i：IGBT，驅(qū)，串聯(lián)，并聯(lián)功率開關(guān)器件在電力電子設(shè)備中占據(jù)核心的位置，它的可靠工作是整個(gè)裝置正常運(yùn)行的基本條件。[1）在主電路拓?fù)湓O(shè)計(jì)和功率開關(guān)器件選取合理的前提下，如何可靠地驅(qū)動(dòng)和保護(hù)主開關(guān)器件顯得十分關(guān)鍵。功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路是主電路與控制電路之間的接口，是電力電子裝置的重要部分，對整個(gè)設(shè)備的性能有很大的影響，其作用是將控制回路輸出的PWM脈沖放大到足以驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)器件。簡而言之，驅(qū)動(dòng)電路的基本任務(wù)就是將控制電路傳來的信號(hào)，轉(zhuǎn)換為加在器件控制端和公共端之間的可以使其導(dǎo)通和關(guān)斷的信號(hào)。同樣的器件，采用不同的驅(qū)動(dòng)電路將得到不同的開關(guān)特性。采用性能良好的驅(qū)動(dòng)電路可以使功率開關(guān)器件工作在比較理想的開關(guān)狀態(tài)，同時(shí)縮短開關(guān)時(shí)間，減小開關(guān)損耗，對裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的意義。因此驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)劣直接影響主電路的性能，因此驅(qū)動(dòng)電路的合理化設(shè)計(jì)顯得越來越重要。
標(biāo)簽： igbt
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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電力電子技術(shù)包括功率半導(dǎo)體器件與1C技術(shù)、功率變換技術(shù)及控制技術(shù)等幾個(gè)方面，其中電力電子器件是電力電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)，也是電力電子技術(shù)發(fā)展的“龍頭"。從1958年美國通用電氣（GE）公司研制出世界上第一個(gè)工業(yè)用普通晶閘管開始，電能的變換和控制從旋轉(zhuǎn)的變流機(jī)組和靜止的離子變流器進(jìn)入由電力電子器件構(gòu)成的變流器時(shí)代，這標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生。到了70年代，晶閘管開始形成由低壓小電流到高壓大電流的系列產(chǎn)品。同時(shí)，非對稱晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、雙向品閘管、光控晶閘管等品閘管派生器件相繼問世，廣泛應(yīng)用于各種變流裝置。由于它們具有體積小、重量輕、功耗小、效率高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其研制及應(yīng)用得到了飛速發(fā)展。由于普通晶閘管不能自關(guān)斷，屬于半控型器件，因而被稱作第一代電力電子器件。在實(shí)際需要的推動(dòng)下，隨著理論研究和工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量和類型等方面得到了很大發(fā)展，先后出現(xiàn)了GTR，GTO、功率MOSET等自關(guān)斷、全控型器件，被稱為第二代電力電子器件。近年來，電力電子器件正朝著復(fù)合化、模塊化及功率集成的方向發(fā)展，如IGPT，MCT，HVIC等就是這種發(fā)展的產(chǎn)物
標(biāo)簽： igbt 驅(qū)動(dòng)電路
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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三菱電機(jī)功率器件在工業(yè)、電氣化鐵道、辦公自動(dòng)化、家電產(chǎn)品等多種領(lǐng)域的電力變換及電動(dòng)機(jī)控制中得到廣泛應(yīng)用。為了真正滿足市場對裝置噪音低、效率高、體積小、重量輕、精度高、功能強(qiáng)、容量大的要求，三菱電機(jī)積極致力于新型器件的研究、開發(fā)，為人類的節(jié)能和環(huán)保不斷努力。第5代IGBT和IPM模塊均采用三菱電機(jī)第5代IGBT硅片CSTBTIM技術(shù)，并具有正溫度系數(shù)特征，與傳統(tǒng)的溝槽型構(gòu)造IGBT相比，降低了集電極一發(fā)射極間飽和電壓，從而實(shí)現(xiàn)了更低損耗。同時(shí)改進(jìn)了封裝技術(shù)，大大減小了模塊內(nèi)部分布電感。本應(yīng)用手冊的出版，旨在幫助用戶了解第5代IGBT和IPM模塊的特性和工作原理，更加方便的使用三菱電機(jī)的半導(dǎo)體產(chǎn)品。三菱電機(jī)謹(jǐn)向所有購買和支持三菱半導(dǎo)體產(chǎn)品的用戶表示誠摯的感謝。1.IGBT模塊的一般認(rèn)識(shí)1.1 NF系列IGBT模塊的特點(diǎn)NF系列IGBT模塊主要具有以下兩大特點(diǎn)：1，采用第5代IGBT硅片在溝槽型IGBT的基礎(chǔ)上增加電荷蓄積層的新結(jié)構(gòu)（CSTBT）改善了關(guān)斷損耗（Eoff）和集電極-發(fā)射極問飽和電壓VEisat的折衷。插入式組合元胞（PCM）的使用增強(qiáng)了短路承受能力（SCSOA）并降低了柵極電容，從而降低驅(qū)動(dòng)功率。CSTBT:Carrier Stored Trench-Gate Bipolar Transistor載流子存儲(chǔ)式溝槽硼型雙極晶體臂
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IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路作為變頻器主回路和控制回路之間的接口電路，具有承接前后作用.設(shè)計(jì)好驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路對于變頻器正常工作起著舉足輕重的作用，死區(qū)補(bǔ)償對改善變頻器輸出電壓波形，減小輸出電流諧波含量具有重要意義.本文在詳細(xì)分析IGBT的結(jié)構(gòu)和工作特性的基礎(chǔ)上，以HCPL316為核心設(shè)計(jì)了一套完整的IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，該電路具有較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，適用于驅(qū)動(dòng)中小容量的IGBT：能夠?qū)GBT過電流、過電壓提供保護(hù)，針對不同型號(hào)1GBT的開關(guān)特性，可調(diào)節(jié)適合的死區(qū)時(shí)間，防止逆變電路橋臂直通，仿真和實(shí)驗(yàn)證明，該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路可以對變頻器提供可靠的過流、過壓保護(hù)功能；通過調(diào)節(jié)死區(qū)可調(diào)電阻，設(shè)置適合的死區(qū)時(shí)間，保證了變頻器中IGBT安全可靠運(yùn)行.為了減小IGBT驅(qū)動(dòng)電路中產(chǎn)生的死區(qū)效應(yīng)，本文采用基于功率因數(shù)角預(yù)測方法進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償，該方法首先通過對功率因數(shù)角的計(jì)算，確定電流矢量在三相靜止坐標(biāo)系中所處的位置，進(jìn)而判斷輸出電流方向，調(diào)節(jié)IGBT控制脈沖寬度以補(bǔ)償變頻器死區(qū)時(shí)間，減少變頻器的輸出電流語波，降低電動(dòng)機(jī)噪聲，延長電機(jī)壽命，該方法易于軟件實(shí)現(xiàn)、具有補(bǔ)償精確等優(yōu)點(diǎn).在變頻器控制單元中，基于常用SVPWM軟件基礎(chǔ)上，編寫了功率因數(shù)角預(yù)測死區(qū)補(bǔ)償算法.通過對變頻器死區(qū)補(bǔ)償前后的試驗(yàn)，證明了本文所提方法的正確性和有效性.
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1電壓型PWM控制器過流保護(hù)固有問題目前國內(nèi)常見的IGBT逆變弧焊機(jī)PWM控制器通常采用TL494.SG3525等電壓型集成芯片，電流反饋信號(hào)一般取自整流輸出端，當(dāng)輸出電流信號(hào)由分流器檢出電流與給定電流比較后，經(jīng)比例積分放大器大，控制輸出脈沖寬度IGBT導(dǎo)通后，即使產(chǎn)生過電流，PWM控制電路也不可能及時(shí)關(guān)斷正在導(dǎo)通的過流脈沖由于系統(tǒng)存在延退環(huán)節(jié)，過流保護(hù)時(shí)間將延長.2電流型過流保護(hù)電流型PWM控制電路反饋電流信號(hào)由高頻變壓器初級(jí)端通過電流互感器取得，由于電流信號(hào)取自變壓器初級(jí)，反應(yīng)速度快，保護(hù)信號(hào)與正在流過IGBT的電流同步，一旦發(fā)生過流PWM立即關(guān)斷輸出脈沖，IGBT獲得及時(shí)保護(hù)，電流型PwM控制器固有的逐個(gè)脈沖檢測瞬時(shí)電流值的控制方式對輸入電壓和負(fù)載變化響應(yīng)快，系統(tǒng)穩(wěn)定性好同意老兄的觀點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中電壓型PWM確實(shí)占了大多數(shù)，但過流保護(hù)取樣也可以從變壓器初級(jí)取，通過互感線圈或霍爾傳感器取得過流信號(hào)，比如控制3525的8腳，這點(diǎn)深圳瑞凌的焊機(jī)做的不錯(cuò)，可以很好保護(hù)開關(guān)管過流.如何通過檢測手段判斷一種逆變電源的主電路是否可靠，我認(rèn)為可以從開關(guān)器件和主變壓器的空載和負(fù)載狀態(tài)下的電流電壓波形來分析，從而針對性的調(diào)整開關(guān)器件參數(shù)及過流過壓緩沖元件參數(shù)以及高頻變壓器的參數(shù)，難點(diǎn)在于如何選擇匹配.
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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1.1 設(shè)計(jì)總體要求（1）熟悉整流和觸發(fā)電路的基本原理，能夠運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)分析設(shè)計(jì)任務(wù)。（2）掌握基本電路的數(shù)據(jù)分析、處理；描繪波形并加以判斷。（3）能正確設(shè)計(jì)電路，畫出線路圖，分析電路原理。4）按時(shí)參加課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，定期匯報(bào)課程設(shè)計(jì)進(jìn)展情況。（5）廣泛收集相關(guān)技術(shù)資料。（6）獨(dú)立思考，刻苦鉆研，嚴(yán)禁抄襲（7）按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，認(rèn)真、正確地書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。8）培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和認(rèn)真的工作作風(fēng)。1.2 設(shè)計(jì)課題任務(wù)及要求設(shè)計(jì)一個(gè)IGBT升壓斬波電路設(shè)計(jì)（純電阻負(fù)載），要求1、輸入直流電壓：Ud-50V；2、輸出功率：300W；3、開關(guān)頻率：5KHz；5、輸出電壓脈率：小于10%.1.3 設(shè)計(jì)方案與總體框圖斬波電路一般主要可分為主電路模塊，控制電路模塊和驅(qū)動(dòng)電路模塊三部分組成。其中，主電路模塊主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和直流斬波電路組成，其中主要由全控器件IGBT的開通與關(guān)斷的時(shí)間占空比來決定輸出電壓U的大小。控制與驅(qū)動(dòng)電路模塊：用直接產(chǎn)生PWM的專用芯片SG3525產(chǎn)生PWM信號(hào)送給驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路來控制IGBT的開通與關(guān)斷。電路模塊：驅(qū)動(dòng)電路把控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為加在IGBT控制端和公共端之間，用來驅(qū)動(dòng)1GBT的開通與關(guān)斷。驅(qū)動(dòng)電路模塊：控制電路中的保護(hù)電路是用來保護(hù)電路的，防止電路產(chǎn)生過電流現(xiàn)象損害電路設(shè)備。
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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本論文提出一種600V平面柵FS-IGBT器件的設(shè)計(jì)與制造方法，并通過和國內(nèi)某知名代工線合作，完成了器件制備和測試。600V面FS-IGBT的研制工作展開論述。1、首先對IGBT原理及FS層的原理進(jìn)行分析討論，然后結(jié)合代工線的特點(diǎn)，進(jìn)行了600V平面柵FS結(jié)構(gòu)IGBT的工藝流程、元胞結(jié)構(gòu)與終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后完成版圖設(shè)計(jì)并進(jìn)行工藝流片。所設(shè)計(jì)的器件工藝流程為：先進(jìn)行器件背面的FS層制作，然后進(jìn)行正面結(jié)構(gòu)（包括元胞和終端）的制作，最后再進(jìn)行背面的P+區(qū)注入和金屬化。2、對流片獲得的600V FS-IGBT器件進(jìn)行了主要電學(xué)參數(shù)的測試和分析。測試結(jié)果為：耐壓大于700V、正向?qū)▔航档陀?.15V、閾值電壓4.1-4.5V。滿足設(shè)計(jì)要求。/本論文的研究成果對于促進(jìn)我國FS結(jié)構(gòu)IGBT的研究和產(chǎn)業(yè)化具有很好的參考價(jià)值，通過進(jìn)一步改進(jìn)工藝及結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品良率，最終可以形成有競爭力的產(chǎn)品。
標(biāo)簽： igbt
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車為代表的新能源汽車是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要行業(yè)之一。IGBT模塊作為新能源汽車的核心，其發(fā)展受到廣泛關(guān)注.IGBT模塊發(fā)展的關(guān)鍵在于改善封裝方式。本文指出了日前的封裝材料在電動(dòng)汽車逆變器大功率IGBT模塊的封裝過程中存在的缺陷，引入了新型連接材料納米銀焊膏。為了驗(yàn)證納米銀焊膏的連接性能，以確定其能否應(yīng)用在所需的1GBT模塊的制作過程中，本文首先設(shè)計(jì)了單個(gè)模擬芯片的燒結(jié)連接實(shí)驗(yàn)，通過微x射線斷層掃描儀、剪切實(shí)驗(yàn)、1描電鏡等檢測手段，對燒結(jié)后的連接層進(jìn)行了全方位的檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雖然連接層沒有發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷，但是剪切強(qiáng)度較低，經(jīng)過分析猜想可能是磁控濺射鍍層的質(zhì)量并不十分可靠，因此又設(shè)計(jì)用真芯片和小塊鍍銀銅板的燒結(jié)連接實(shí)驗(yàn)，連接傳況良好，剪切實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)是芯片先出現(xiàn)破損，這證明了連接的質(zhì)量是可靠的。因此可以將納米銀焊膏應(yīng)用在IGBT模塊的制作中。本文重點(diǎn)介紹了整個(gè)IGBT模塊的制作方法。采用和之前單個(gè)芯片燒結(jié)相類似的操作過程，完成整個(gè)模塊的燒結(jié)。燒結(jié)完成后通過微 射線斷層掃描儀對燒結(jié)的質(zhì)量進(jìn)行了檢測，通過檢測發(fā)現(xiàn)連接層質(zhì)量良好。模塊燒結(jié)連接之后，更做出最終成型的IGBT模塊，還需要經(jīng)過外殼設(shè)計(jì)與制造、打線、灌度、組裝等工T藝，從而得到最終的成品，并通過晶體管特性測試儀對模塊的基本電性能進(jìn)行了檢測。
標(biāo)簽： 電動(dòng)汽車 逆變器 igbt模塊 封裝
上傳時(shí)間： 2022-06-20
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IGBT直流斬波電路的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)原理分析1.1總體結(jié)構(gòu)分析直流斬波電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。它在電源的設(shè)計(jì)上有很重要的應(yīng)用。一般來說，斬波電路的實(shí)現(xiàn)都要依靠全控型器件。在這里，我所設(shè)計(jì)的是基于IGBT的降壓斬波短路。直流降壓斬波電路主要分為三個(gè)部分，分別為主電路模塊，控制電路模塊和驅(qū)動(dòng)電路模塊。電路的結(jié)構(gòu)框圖如下圖（圖1）所示。除了上述主要結(jié)構(gòu)之外，還必須考慮電路中電力電子器件的保護(hù)，以及控制電路與主電路的電器隔離。1.2主電路的設(shè)計(jì)主電路是整個(gè)斬波電路的核心，降壓過程就由此模塊完成。其原理圖如圖2所示。如圖，IGBT在控制信號(hào)的作用下開通與關(guān)斷。開通時(shí)，二極管截止，電流io流過大電感L，電源給電感充電，同時(shí)為負(fù)載供電。而IGBT截止時(shí)，電感L開始放電為負(fù)載供電，二極管VD導(dǎo)通，形成回路。IGBT以這種方式不斷重復(fù)開通和關(guān)斷，而電感L足夠大，使得負(fù)載電流連續(xù)，而電壓斷續(xù)。從總體上看，輸出電壓的平均值減小了。輸出電壓與輸入電壓之比a由控制信號(hào)的占空比來決定。這也就是降壓斬波電路的工作原理。降壓斬波的典型波形如下圖所示。
上傳時(shí)間： 2022-06-20
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