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

1、武漢大學(xué)設(shè)計說明書第1頁共9頁目錄目錄一.方案論證方案論證……………………………………………….13二.IGBT驅(qū)動電路的原理驅(qū)動電路的原理…………………………………45三.基于基于EXB841驅(qū)動電路設(shè)計驅(qū)動電路設(shè)計…………………………...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、計說明書第3頁共9頁(1)動態(tài)驅(qū)動能力強能為IGBT柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動脈沖。當(dāng)IGBT在硬開關(guān)方式下工作時會在開通及關(guān)斷過程中產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗。這個過程越長開關(guān)損耗越大。器件工作頻率較高時開關(guān)損耗甚至?xí)蟠蟪^IGBT通態(tài)損耗造成管芯溫升較高。這種情況會大大限制IGBT的開關(guān)頻率和輸出能力同時對IGBT的安全工作構(gòu)成很大威脅。IGBT的開關(guān)速度與其柵極控制信號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)動器須

3、具有足夠的瞬時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關(guān)損耗降至較低的水平。另一方面驅(qū)動器內(nèi)阻也不能過小以免驅(qū)動回路的雜散電感與柵極電容形成欠阻尼振蕩。同時過短的開關(guān)時間也會造成主回路過高的電流尖峰這既對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20V原因是一旦發(fā)生過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在柵極電路中產(chǎn)生一些高頻振蕩信號。這些信號輕則會使本該截止的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)開關(guān)噪聲時仍能可靠截止。(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)動器具有電隔離能力可以保證設(shè)備的正常工作同時有利于維修調(diào)試人員的人身安全。但是這種電隔離不應(yīng)影響驅(qū)動信號的正常傳輸。(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)動信號超出此范圍就可能破壞柵

6、極。(6)輸入輸出信號傳輸無延時。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）電路簡單成本低。（8）IGBT損壞時驅(qū)動電路中的其它元件不會隨之損壞。IGBT燒毀時集電極上的高電壓往往會通過已被破壞的柵極竄入驅(qū)動電路從而破壞其中的某些元件。由于IGBT承受過流或短路的能力有限故IGBT驅(qū)動器還應(yīng)具有如下功能:(9)當(dāng)IGBT處于負(fù)載短路或過流狀態(tài)時能在IGBT允許時間內(nèi)通過逐漸降低柵壓自動抑制故障電流實現(xiàn)IGBT的軟關(guān)斷