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资料分析IGBT器件在设计系统中的理念建设

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zgdldzcyw
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LV2
本网技师
  • 2012-4-6 13:44:54
  资料分析IGBT器件在设计系统中的理念建设
  IGBT是中文名字为绝缘栅双极型晶体管的意思!
  IGBT(绝缘栅双极性晶体管)是一种用MOS来控制晶体管的新型电力电子器件,具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点,因而广泛应用在变频器的逆变电路中。但由于IGBT的耐过流能力与耐过压能力较差,一旦出现意外就会使它损坏。为此,必须但对IGBT进行相关保护 本文从实际应用出发,总结出了过流、过压与过热保护的相关问题和各种保护方法,实用性强,应用效果好。
  采用IGBT设计UPS的技术方案
  在UPS 中使用的功率器件有双极型功率晶体管、功率MOSFET、可控硅和IGBT,IGBT 既有功率MOSFET易于驱动、控制简单、开关频率高的优点,又有功率晶体管的导通电压低,通态电流大的优点、使用IGBT 成为UPS 功率设计的首选,只有对IGBT的特性充分了解和对电路进行可靠性设计,才能发挥IGBT 的优点。本文介绍UPS中的IGBT 的应用情况和使用中的注意事项。
  采用优化高电压IGBT设计高效率太阳能逆变器
  随着绿色电力运动势头不减,包括家电、照明和电动工具等应用,以至其他工业用设备都在尽可能地利用太阳能的优点。为了有效地满足这些产品的需求,电源设计师正通过最少数量的器件、高度可靠性和耐用性,以高效率把太阳能源转换成所需的交流或者直流电压。
  要为这些应用以高效率生产所需的交流输出电压和电流,太阳能逆变器就需要控制、驱动器和输出功率器件的正确组合。要达到这个目标,在这里展示了一个针对500W功率输出进行优化,并且拥有120V及60Hz频率的单相正弦波的直流到交流逆变器设计。在这个设计中,有一个DC/DC电压转换器连接到光伏电池板,为这个功率转换器提供200V直流输入。不过在这里没有提供太阳能电池板的详细资料,因为那方面不是我们讨论的重点
  IGBT高压大功率驱动和保护电路的设计方案
  IGBT在以变频器及各类电源为代表的电力电子装置中得到了广泛应用。IGBT集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体,具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快和工作频率高等优点。
  但是,IGBT和其它电力电子器件一样,其应用还依赖于电路条件和开关环境。因此,IGBT的驱动和保护电路是电路设计的难点和重点,是整个装置运行的关键环节
  三相逆变器中IGBT的几种驱动电路的分析
  电力电子变换技术的发展,使得各种各样的电力电子器件得到了迅速的发展。20世纪80年代,为了给高电压应用环境提供一种高输入阻抗的器件,有人提出了绝缘门极双极型晶体管(IGBT)[1]。在IGBT中,用一个MOS门极区来控制宽基区的高电压双极型晶体管的电流传输,这就产生了一种具有功率MOSFET的高输入阻抗与双极型器件优越通态特性相结合的非常诱人的器件,它具有控制功率小、开关速度快和电流处理能力大、饱和压降低等性能。在中小功率、低噪音和高性能的电源、逆变器、不间断电源(UPS)和交流电机调速系统的设计中,它是目前最为常见的一种器件。
  实用IGBT焊接电源方案及炸管对策
  实用IGBT焊接电源方案及炸管对策!逆变电焊机=逆变焊接电源+焊接装置。只要做好逆变焊接电源,那么系列产品就迎刃而解。影响逆变焊接电源可靠性的主要问题是“炸管。为了研究“炸管“!
  可以概括为:一个“桥路 “,和二个“回路“。
  1.1一个“桥路 “;选取的方案有硬开关及软开关电路,目前比较有实用价值的软开关电路叫有限双极性,但本人认为其电路有一臂是软开关,而另一臂是更加硬的硬开关,更易“炸管“!商品机当前不易采用!
  智能IGBT在汽车点火系统中的应用
  要产生火花,所需的器件包括电源、电池、变压器(即点火线圈),以及用于控制变压器初级电流的开关。电子学教科书告诉我们V=Ldi/dt。因此,如果线圈初级绕组中的电流发生瞬间变化(即di/dt值很大),初级绕组上将产生高压。如果该点火线圈的匝比为N,就能按该绕线匝数比放大原边电压。结果是次级上将产生10kV到20kV的电压,横跨火花塞间隙。一旦该电压超过间隙周围空气的介电常数,将击穿间隙而形成火花。该火花会点燃燃油与空气的混合物,从而产生引擎工作所需的能量(如图1)。
  合理选择IGBT提高太阳能逆变器效能
  如今市场上先进功率元件的种类数不胜数,工程人员要为一项应用选择到合适的功率元件,的确是一项艰巨的工作。就以太阳能逆变器应用来说,绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 能比其他功率元件提供更多的效益,其中包括高载流能力、以电压而非电流进行控制,并能使逆并联二极管与IGBT配合。本文将介绍如果利用全桥逆变器拓扑及选用合适的IGBT,使太阳能应用的功耗降至最低。
  太阳能逆变器是一种功率电子电路,能把太阳能电池板的直流电压转换为交流电压来驱动家用电器、照明及电机工具等交流负载。如图1所示,太阳能逆变器的典型架构一般采用四个开关的全桥拓扑
  绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Tramistor,IGBT)是MOSFET与GTR的复合器件,因此,它既具有MOSFET的工作速度快、开关频率高、输入阻抗高、驱动电路简单、热温度性好的优点,又包含了GTR的载流量大、阻断电压高等多项优点.是取代GTR的理想开关器件。IGBT目前被广泛使用的具有自关断能力的器件,广泛应用于各类固态电源中。IGBT的工作状态直接影响整机的性能,所以合理的驱动电路对整机显得很重要,但是如果控制不当,它很容易损坏,其中一种就是发生过流而使IGBT损坏,本文主要研究了IGBT的驱动和短路保护问题,就其工作原理进行分析,设计出具有过流保护功能的驱动电路,并进行了仿真研究
  CPLD在IGBT驱动设计中的应用
  随着国民经济的不断发展,变频调速装置的应用越来越广泛。如何打破国外产品的垄断,已成为一个严肃的课题摆在我国工程技术人员的面前。
  在某型号大功率变频调速装置中,由于装置的尺寸较大,考虑到结构和散热的条件,主控板上DSP产生的PWM信号需经过较长的距离才能送到IGBT逆变单元中。为保证PWM信号传输的准确性和可靠性,必须解决以下几个问题:首先是抗干扰问题变频器工作时,IGBT的开关动作会产生高频干扰信号 其次是如何保证PWM信号的前、后沿质量,减少IGBT开关动作的过渡过程最后是如何减少布线电感,尽可能缩短PWM信号传输距离,避免过多的内部连线
  本文由中国电力电子产业网http://www.p-e-china.com特约电力电子技术专家编写,转载请说明来源。
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