集成结温在线监测功能的IGBT智能驱动器

结温是表征功率器件寿命的重要参数,对功率器件结温进行监测具有重要意义。基于热敏电参数法,选取对温度敏感的电参量饱和导通压降V_(CE(sat))作为研究对象,在IGBT驱动器中集成高精度结温参数测量电路,使系统可在线监测功率器件结温。同时为了得到更加精准的热-电参量对应关系,通过分段拟合的方式对IGBT模块在工作状态下结温与V_(CE(sat))的关系进行数学建模。在此基础上,还设计了相应的退饱和检测电路和分级驱动电路。经过实验验证,最终解决了传统结温测量方式工程应用性差的问题,提高了参数采集精度,将热敏电参数的结温预测误差控制在±5℃以内。

一种用于光隔离IGBT栅极驱动的智能型LED驱动电路

采用双极型工艺设计了一种智能型高速LED驱动电路,可用于光隔离IGBT栅极驱动芯片的输入驱动。该设计采用一种新型逻辑门结构来实现信号传输、故障反馈以及外部置位等功能,同时达到降低信号传输延迟时间的目的。测试结果表明,在常温条件下,LED驱动电路的输入信号传输延迟时间为70 ns,复位信号有效到故障消除的延迟时间为4.59μs。所设计的驱动电路能够满足光耦隔离IGBT栅极驱动芯片的使用要求。

重离子加速器电源系统中IGBT故障分析

针对某重离子加速器电源系统某二极磁铁电源中IGBT出现故障问题,本文通过理论分析和实际测试相结合的方法诊断出设备故障原因。首先介绍了电源拓扑结构,分析了电源工作原理。从IGBT驱动、最大结温、结温波动等方面进行分析仿真测试,得出在脉冲工作模式下结温波动对IGBT可靠性的影响,预测出具体工作模式下IGBT寿命,对提高设备的可靠性和可维护性提供了有益帮助。

NPC三电平IGBT模块驱动电路设计及动态特性测试

二极管中点钳位NPC(neutral point clamped)三电平逆变器具备较低的开关应力、谐波分量和较好的抗干扰能力,促使其成为光伏、储能等新能源领域DC-AC变换器的主要拓扑之一。针对大功率应用场景中普遍采用的NPC三电平IGBT功率半导体模块开展研究,分析NPC三电平功率模块的换流回路,并据此给出对应换流回路的寄生参数精准仿真评估方法。依据换流回路寄生参数最小原则,设计适用于NPC三电平功率半导体模块的动态特性测试电路。根据换流回路以及电路工作原理,设计NPC三电平功率模块的驱动电路,并给出增强驱动电流、防直通及死区时间可调的驱动方案。最后,通过对NPC三电平IGBT模块的动态测试,详细评估了不同工况下功率器件的动态损耗。

一种适用于充电机的IGBT高频驱动电路

随着国内地铁行业的快速发展,辅助系统充电机所用绝缘栅双极晶体管(IGBT)的开关频率已经可以达到上百千赫兹,一般的驱动器已经无法满足高频条件下对驱动信号的要求,IGBT高频驱动成为当前的研究焦点。基于MOS管开关速度快的特性以及比较器高精度、良好的稳定性、灵敏性、开关等特性,设计了一款IGBT高频驱动器。比较器把接收到的驱动信号转换为两路不同的驱动信号传输至PMOS管与NMOS管,从而实现IGBT高频驱动功能。搭建实验平台,经测试IGBT高频驱动开关频率可以实现100 kHz。和传统驱动电路对比,IGBT开关频率提高了50 kHz,实现了IGBT开关频率高频化。研究成果对大功率IGBT及SiC MOSFET驱动技术的应用具有一定的参考价值。

一种通道复用的高可靠性隔离IGBT栅极驱动器

采用SIMC 0.18 um BCD工艺,设计一种输出电流2 A,隔离电压5 kV,CMTI为100 kV/us的单通道隔离IGBT栅极驱动器,该IGBT栅极驱动器集成双侧欠压保护、退饱和保护,具有高可靠性.为节省芯片面积和成本,提出一种通道复用技术,将高压侧退饱和状态监测信号(FLTH)和欠压闭锁状态监测信号(RDH)编码后使用一个数字隔离通道同时传输至低压侧,简化电路结构,节省芯片面积约10%.当发生欠压闭锁时,隔离式IGBT栅极驱动器不工作;当未发生欠压闭锁时,可以通过编码信号的脉冲宽度来区分是否发生退饱和状态.仿真与测试结果表明:采用通道复用技术可以准确的将高压侧的退饱和状态监测信号和欠压闭锁状态监测信号传输至低压侧.

一种高可靠性三相全桥IGBT驱动电路的设计

该文基于X-FAB 1.0μm高压SOI工艺,提出一种适用于600 V高压下的三相全桥IGBT驱动电路,包括输入接口电路、死区时间产生电路、高低压电平位移电路以及其它保护电路。其中针对输入信号可能同时有效的问题,设计了一种可以对输入信号的错误状态进行判断的死区时间产生电路,避免因高、低侧信号同时输入有效电平所造成的错误;高压驱动部分采用一种具有隔离功能的新型电平位移电路,可以减小高低压地电位之间的串扰,有效提高了驱动电路的可靠性。仿真结果表明,高侧浮动电压的范围为0~600 V,能够实现三相高低通路驱动后级的IGBT功率器件,高侧通路电压的输出范围为0~615 V,低侧通路电压的输出范围为0~15 V,驱动电流最大可达0.8 A,高低侧输出信号之间的死区时间为1.2μs,最高工作频率100 kHz。

一种具有数据采集功能的IGBT驱动器

文章介绍了一种新型IGBT驱动器,该驱动器除具有传统的驱动与短路保护功能外,还具有运行状态数据采集功能。采集IGBT运行状态数据及其故障时刻数据,有助于理解IGBT工作环境,分析IGBT失效原理,为电力电子装置改进和正向设计提供理论依据。该驱动器以可编程逻辑器件FPGA为核心,集脉冲控制、驱动与保护、信号采集、串行通信功能于一体。文章详述了驱动器主要功能模块,运用数学建模、仿真和试验测试等方法验证了其功能与可靠性,为驱动技术数字化、智能化发展提供了技术储备,为IGBT模块失效分析与健康管理研究提供数据支撑。

大功率IGBT驱动模块2SD315A的特性及其应用

介绍了一种适用于大功率IGBT的新型驱动模块 ,该模块工作频率高 ,驱动电流大 ,具有完善的短路、过流保护和电源监控功能。

500kV固态Marx发生器IGBT多路驱动高压隔离供电电源的设计

为了解决固态Marx发生器中IGBT驱动供电问题,提出了一种具有高电压隔离的多路供电电源设计,首先对IGBT开关驱动供电的需求进行了分析,提出了供电电源设计方法,采用直交直转换供电方式,隔离使用级联变压器与原边多匝变压器。经过多次试验,验证了该设计方法可行,最后介绍了电源悬浮供电的特殊工作模式与关键技术工艺,并给出了实验数据波形,结果说明该种结构的电源性能稳定,满足隔离供电的要求,并且有良好的应用前景。

PFN充电高压电源的IGBT驱动电路设计

介绍了用于速调管调制器逆变恒流高压充电电源的IGBT驱动电路设计,以及IGBT驱动器2SD315A模块的原理和保护电路设计方法,并进行了实验,给出了有关的实验波形。实验结果表明合理地计算选择电路参数,驱动电路具有可靠的过流保护功能。

一种基于di_C/dt反馈控制的大功率IGBT驱动保护方法

针对大功率IGBT提出一种新型的有源门极驱动保护方法。在IGBT正常开通与关断过程中,利用di_c/dt反馈控制,设计软开通及软关断电路,有效缩短IGBT的开通与关断时间,提高IGBT的开关频率,减小器件功率损耗;在IGBT发生短路时,结合di_c/dt反馈技术,设计改进型有源钳位保护电路,实现IGBT软关断,防止关断时产生较大的过冲电压损坏IGBT,同时有效减小门极触发电阻R_g上的损耗。利用Saber软件进行电路仿真,并基于大功率IGBT模块YMIF1200-33实验平台,验证方案的可行性,结果表明,相对于传统控制方案,正常开关情况下,开通时间缩短了26.5%,关断时间缩短了52.6%;短路情况下,相对于传统有源钳位方法,改进方案在有效钳住V_(CE)电压的同时,关断期间门极电阻上的电流减小到原来的35.4%,并能在短路发生的第一时间迅速可靠地关断IGBT。

基于2SC0535的大功率IGBT驱动保护电路设计

对2SC0535的驱动特性给出了详细介绍,分析了其短路保护、有源钳位、电源欠压保护以及隔离的DC/DC变换器的实现原理,并设计了基于2SC0535的3 300 V/1 200 A IGBT驱动保护电路。最后给出了该驱动电路的实验波形,验证该设计良好的驱动保护性能,适合要求高可靠性的工业和牵引应用领域。

数字IGBT驱动保护电路设计

中大功率的绝缘栅双极型晶体管(IGBT),都需要单独的IGBT驱动电路,传统的驱动电路采用模拟电路来实现无源电阻性门极控制的方案存在一定的缺陷。提出以FPGA为核心,利用数字技术实现可分级控制的有源门极驱动方案,并利用数字控制器的优点,实现对IGBT的实时监测和保护。

MMC换流站IGBT驱动及保护电路设计

针对常用的IGBT驱动模块存在外围电路复杂、需要额外的多路稳压直流源、保护功能不足、可靠性不高等弊端,难以满足MMC换流站IGBT工作要求的情况,提出了将开关电源和驱动电路集成在同一电路板上,并且对电压反馈电路、过载保护电路、光耦隔离电路、过流检测与保护电路进行了具体设计。实验结果表明,本设计方案能很好地满足模块化多电平换流站IGBT的工作要求,对类似的IGBT驱动设计有很好的实用参考价值。

MOSFET与IGBT驱动电路的研究与设计

目前在桥式电路中上桥臂的驱动电路常采用自举驱动,由于各桥臂使用的是同一组电源因此相互之间存在着干扰,当参数选取不够合理时还会出现较高的电压尖峰损坏驱动芯片和开关管,在对驱动电路要求严格的场合通常需要为每个桥臂提供独立电源。目前市场上隔离DC/DC的产品较多,但专门为隔离驱动而设计的隔离DC/DC产品还比较少。通过对功率MOSFET和IGBT开通特性和关断特性的研究,得出了功率MOSFET和IGBT对驱动电路的要求。设计了一种带隔离DC/DC,适用于功率MOSFET和IGBT隔离驱动电路。并通过实验测试了该驱动电路的性能。

IGBT动态串并联驱动信号补偿的研究

为解决多个IGBT的串并联问题以实现单管IGBT在高电压、大电流场合的应用,在研究了各种IGBT串并联的直接主动控制和间接被动控制方法后分析了IGBT串并联发生动态不均压均流的原因,明确了驱动信号的同时工作是可靠地实现控制方法的关键。结合工程实际的应用,采用一个高频脉冲变压器KCB-02A1来补偿IG-BT门极驱动信号,由电路基本理论推导出该脉冲变压器的参数选取原则;然后运用计算机辅助设计软件PSPICE仿真验证了该方法在IGBT串联动态均压中的有效性;最后通过搭建实验电路验证了该方法能实现并联动态均流的驱动信号补偿,从而能整体实现IGBT串并联的动态实用性,给工程实用中的IGBT动态串并联运行提供了一种可行的方法。

一种逆变CO_2焊机IGBT驱动电路设计

根据逆变CO2焊机IGBT的工作特点,分析了逆变CO2焊机IGBT的驱动要求,设计了一套由分离元件构成的逆变CO2焊机IGBT驱动电路。由DSP产生的两路PWM信号首先经分频电路进行分频,再经电气隔离与电压调整电路进行信号调理,最后经变压器隔离放大电路进行电气隔离和电压调整放大,最终可获得逆变焊机IGBT安全可靠工作的PWM驱动信号。根据设计,制作了全套驱动电路,采用20 kHz工作频率进行试验。试验结果表明,获得的IGBT驱动信号的栅极正负偏压、栅极电压上升时间以及信号同步性和抗干扰性均符合设计要求,能够安全可靠地驱动逆变CO2焊机IGBT工作。

大功率IGBT驱动保护方法研究进展综述

大功率IGBT广泛应用于电力电子行业,其驱动器也与之快速发展。现有的IGBT驱动器都集驱动与保护于一体,驱动功能趋于智能化,保护功能趋于完善可靠。过流保护是IGBT保护中最重要的一种保护功能,本文详细概括了目前过流检测、保护和驱动的主要方法,并对IGBT驱动的未来进行了展望。

120kVA特种变频器中IGBT驱动电路的设计与实践

在 12 0 k VA特种变频器的成功研制中 ,为解决大功率 IGBT驱动问题 ,选用了新型实用的驱动模块2 SD3 15 A。文章介绍了这种模块的内部结构、主要性能和以 2 SD3 15