大功率IGBT驱动保护电路的研究与应用

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1、隶．轫．大·些硕士学位论文大功率IGBT驱动保护电路的研究与应用TheResearchandApplicationofHigh--powerIGBTDriverandProtectionAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZHANGMingSupervisedbyProfessorFEIShu．minandAssociateProfessorZHANGGuo．baoSchoolofAutomationSoutheastUniversityJanuary

2、2010东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特IIjII以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：为臣翻日期：竺应：』，埠东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内

3、容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：丕炀i导摘要论文题目：硕士研究生姓名：导师姓名：学校名称：大功率IGBT驱动保护电路的研究与应用张明费树岷，章国宝东南大学IGBT是MOSFET和GTR的复合器件，它具有开关速度快、热稳定性好、驱动功率小和驱动电路简单的特点，又具有通态压降小、耐压高和承受电流大等优点。IGBT作为主流的功率输出器件，特别是在大功率的场合，已经被广泛的应用于各个领域。本文在介绍了IGBT结

4、构、工作特性的基础上，针对风电变流器实验平台和岸电电源的实际应用，选择了各自的IGBT模块。然后对IGBT的驱动电路进行了深入地研究，详细地说明了IGBT对栅极驱动的一些特殊要求及应该满足的条件。接着对三种典型的驱动模块进行了分析，同时分别针对风电变流器实验平台和岸电电源，设计了三菱的M57962AL和Concept的2SD315A驱动模块的外围驱动电路。对于大功率的设备，电路中经常会遇到过流、过压、过温的问题，因此必要的保护措施是必不可少的。针对上述问题，本文分析了出现各种状况的原因，并给出了各自的解决方案：采用分散式和集中式过流保护相结合的方法实现过电流保护；采用缓存吸

5、收电路及采样检测电路以防止过电压的出现；通过选择正确的散热器及利用铂电阻的特性来实施检测温度，从而使电路能够更好地可靠运行。同时，为了满足今后1．5MW风电变流器和试验电源等更大功率设备的需求，在性价比上更倾向于采用IGBT模块串、并联的方式来取代高耐压、大电流的单管IGBT。本文就同一桥臂的IGBT串联不均压，并联不均流的问题进行了阐述，并给出了相应的解决方案。最后针对上述的不平衡情形，采用PSpice对其进行仿真模拟，并通过加入均压、均流电路后的仿真结果，有效地说明了电路的可行性。关键词：IGBT，M57962AL，2SD315A，驱动，保护，串并联AbstraetAb

6、stractTitle：TheResearchandApplicationofHigh—powerIGBTDriverandProtectionMastercandidate：ZhangMingSupervisor：FeiShu-min，ZhangGuo—baoOriganization：SoutheastUniversityIGBTisthecompoundofMOSFETandtheGTR,soitnotonlyhasaspeedingswitch,thermalstability,smalldrivepowerandsimpleindrivecircuit,butal

7、sohassmall—statevoltagedrop，highvoltagewithstandingandhighcurrentbearingandsoon．Asthemainstreampoweroftheoutputdevice，IGBThasbeenwidelyusedinvariousfields．ThepaperanalyzesthestructureandtheoperatingcharacteristicsonIGBT．Basedontheplatfonllofwindpowerconvertera