大功率igbt驱动电路设计

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1、武汉理工大学本科生毕业设计（论文)任务书学生姓名：专业班级：自动化0702班指导教师：工作单位：自动化学院设计(论文)题目:大功率IGBT驱动电路设计设计（论文）主要内容：研究目前市场大功率IGBT的特性，并针对1200V，450A的IGBT模块设计隔离型IGBT驱动电路及实现电路的保护。完成硬件电路设计。要求完成的主要任务:1．学习MATLAB软件相关知识内容；学习MATLAB软件相关知识；2．具体了解单管IGBT结构和工作原理，知道IGBT的基本特性（静态特性、动态特性）（了解内容：正反电压、集电极电流、射集电压、集电极功耗）；3．具体了解IGBT模块

2、分别在低压小电流驱动和高压大电流驱动条件下的驱动要求，选取高压大功率的IGBT模块进行了解并设计其驱动电路（IGBT模块选取1200V，450A的FF450R12KT4型号）；4．设计隔离型IGBT驱动电路的硬件电路；5．撰写毕业设计论文，字数不少于15000；6．完成外文文献翻译，字数约为5000左右。必读参考资料：[1]林飞杜欣．电力电子应用技术的MATLAB仿真[M].北京：中国电力出版社，2009．[2]王兆安刘进军．电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2009．[3]AbrahamI.Pressman著SwitchingPowerSuppl

3、yDesign[M].王志强译．北京：电子工业出版社，2010．[4]陈坚．电力电子学－电力电子变换和控制技术[M].北京：高等教育出版社，2002．指导教师签名：系主任签名：院长签名（章）：武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）绝缘栅双极晶体管（IGBT）为第三代电力电子器件，是80年代初为解决金属氧化物场效应管（MOSFET）的高导通压降、难以制成兼有高压和大电流特性和大功率晶体管（GTR）的工作频率低、驱动电路功率大等不足而出现的双机理复合器件，是MODFET和GTR结合的产物。它结合了这两种器件的优点，比

4、MODFET减少了导通损耗，增大了导通电流，比GTR开关速度快，驱动功率小，开关频率高，而且耐压等级也显著提高。诸多的优良特性使得IGBT成为大中功率开关电源、逆变器、高频感应加热有源滤波器、家用电器等需要电流变换成和的理想功率器件。特别是近几年来，变频驱动、有源电力滤波器、轻型直流输电、UPS电源、电焊机、医疗仪器等电力电子的应用技术风起云涌，IGBT作为主流的功率输出器件，应用日趋广泛。在要求快速低损耗的电力电子应用范围内，在中、低频功率功率控制应用中，IGBT最具独特性能。众所周知，电力电子技术和应用装置的发展水平很大程度上依赖于电力电子器件的发展水

5、平，而电力电子器件的使用性能还会依赖于电路条件和开关环境。IGBT也不例外，驱动保护电路的设计师IGBT应用中一个很重要的环节，也是应用设计的难点和关键。性能优良的驱动保护电路是保证IGBT高效、可靠运行的必要条件。目前IGBT驱动器的形式多种多样各有其特点，下面介绍几种典型常用的驱动器：1．双绞线传输式驱动器：门极驱动电路的输出线为绞合线，为抑制输入信号的振荡现象，在门源端并联一阻尼网络，由1电阻和0.33电容器组成阻尼振荡器。另外，驱动电路的输出级与IGBT的输入端之间的连接串有一只10的门极电阻。2.光电耦合隔离式驱动器：输入信号经光电耦合器隔离后引

6、入驱动电路，经放大器放大由推换电路V2，V3向IGBT提供门极驱动信号。V2通过+得到一个正向门极电压，当V2截止，V3导通是得到一个负的门极电压并截止。另外设计了过电流保护装置。当电流信号来时，IGBT脱离饱和状态，升高，VD1检测到该信号，一方面通过光耦向控制回路发信号，另一方面在较短的时间内降低门极电压使IGBT关断。3.变压耦合隔离式驱动器：由控制脉冲生成单元产生的脉冲信号经晶体管V进行功率放大后加到脉冲变压器T，并由T隔离耦合经稳压管VS1，VS2限幅后驱动IGBT。驱动级不需专门的直流电源，简化了电路结构，且工作频率高，可达10KHZ左右。2、

7、基本内容和技术方案首先针对自己的研究课题，经过查阅相关书籍资料了解IGBT元件的工作原理及其特性，从而掌握该元件的本质特点。然后阅读学习关于IGBT驱动电路的文献资料，深入的了解驱动电路的基本工作原理，为自己的电路初步设计奠定下基础。同时针对驱动电路中的对于IGBT元件的保护电路所需选择的措施及栅极电阻的选择进行研究，最终根据自己设计的驱动电路的特点采取正确的保护措施，从而进一步的更好的完成本次的关于IGBT驱动电路设计的课题研究。通过查阅学习关于IGBT元件的资料文献，了解到IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应

8、管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高