毕业论文（设计）-基于pc929 的igbt 驱动和保护电路设计06559

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1、专业好文档基于PC929的IGBT驱动和保护电路设计訾振宁郝瑞祥游小杰郑琼林（北京交通大学电气工程学院北京）摘要：本文根据IGBT器件特性总结了驱动电路的设计要求。采用PC929设计了一种简单、实用的IGBT驱动电路，分析了保护电路的性能。进行的正常开通关断实验和故障保护实验表明，该电路可满足IGBT驱动的要求，并具有可靠的保护功能。关键词：IGBT；驱动电路；保护电路PC929-basedDriveandProtectionCircuitforIGBTZiZhenningHaoRuixiangYouXiaojieTrillionQZheng(SchoolofEl

2、ectricalEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing,China)Abstract:IGBTdrivecircuitdemandofthedesignareconcludedinthispaper,accordingtotheIGBTcomponentcharacteristics.AsimpleandpracticalPC929-baseddriveandprotectioncircuitforIGBTdesignedbyourselvesisintroduced,anditsprotectioncircui

3、tperformancehasanalyzed.IthasbeentestifiedbyswitchexperimentandfaultprotectionexperimentthatitcansatisfytheIGBTdriverequest,andhasthereliableprotectionfunction.Keywords:IGBT;Drivecircuit;Protectioncircuit专业好文档1.引言绝缘门极双极型晶体管IGBT(IsolatedGateBipolarTransistor)，是八十年代中期发展起来的一种复合了功率场效应管和电力

4、晶体管优点的新型复合器件，既具有输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有通态电压低、耐压高和承受电流大等优点，因此发展迅速，很快在电机驱动、中频和开关电源以及要求快速、低损耗的领域得到广泛应用[1]。在IGBT的实际应用中，其栅极驱动电路的合理设计是保证IGBT安全可靠运行的重要环节。目前，国内外推出了针对IGBT的多种驱动模块，如EXB841、M57962L、IR2110[4]、IXDN404[7]等，实际应用中，多种IGBT驱动模块电路使用上都有其局限性[3]。本文介绍了一种采用PC929芯片的IGBT驱动电路设计方法，具有简单实用的优点

5、，可用于中小功率的变流器。2.IGBT驱动电路设计要求根据IGBT的特性，对其驱动电路有如下要求：(1)提供适当的正反向栅极电压，使IGBT可靠地开通和关断。当正偏压增大时IGBT通态压降和开通损耗均下降，但若栅极电压UGE过大，则负载短路时其IC随UGE增大而增大，对其安全不利。因此使用中UGE取15V左右的正向栅极电压较为合适[2]。负偏电压可防止由于关断时浪涌电流过大而使IGBT误导通，一般选UGE为-10V左右为宜。(2)IGBT开通后，驱动电路应提供足够的电压、电流幅值，使IGBT在正常工作及过载情况下不致因退出饱和而损坏。(3)能为IGBT栅极提供具有

6、较陡峭前后沿的驱动脉冲。IGBT的快速开通和关断可降低开关损耗。(4)选择恰当的IGBT驱动电路中的栅极电阻和保护检测回路电阻。(5)具有栅压限幅电路，保护栅极不被击穿。IGBT栅极极限电压一般为土20V，驱动信号超出此范围可能破坏栅极[6]。(6)驱动电路应具有较强的抗干扰能力及对IGBT的保护功能。IGBT的控制、驱动及保护电路等应与其高速开关特性相匹配，另外，在未采取适当的防静电措施情况下，IGBT的G-E端不能开路。3.基于PC929的IGBT驱动电路设计专业好文档日本SHARP公司生产的PC929芯片具有高速、内建短路保护电路、使用方便等特点，是一种比较

7、典型的驱动电路芯片。驱动电流最大为0.4A；具有小于0.5ms的高速响应时间；隔离电压高达4kV，适用于中小容量IGBT的驱动。本文设计的基于PC929的驱动保护电路具有单电源、正负偏压、过流检测、可靠保护等主要特性，功能较为完善，具有广泛应用前景。驱动电路由驱动主电路和保护逻辑电路两部分组成。3.1驱动电路简介图1所示为基于PC929的驱动电路。PC929是内建短路保护电路的门极驱动高速光耦芯片，PWM脉冲输入到芯片1、3脚，26伏的供电电压接到13、14脚。由于桥臂上、下开关管驱动电压不能共地，因此每个IGBT管的驱动电路需要单独电源供电，本实验采用开关电源提

8、供的各路独