毕业设计（论文）-IGBT驱动电路的设计

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1、摘要IGBT将单极型和双极型器件的各自优点集于一身，扬长避短，使其特性更加优越，具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等优点，因而发展很快，应用很广。其驱动电路性能直接影响IGBT的功耗、安全性与可靠性等特性，在功率变换器内发挥相当重要的作用。本文首先介绍IGBT的发展，IGBT的各种特性，其次介绍了IGBT驱动电路的各种保护功能，检测功能，以及栅极输入。然后又把该次设计过程详细的介绍，包括其原理图，电路板和仿真等。最后进行总结，总结了该次毕设在设计和焊接中出现的种种问题和解决方案。该次毕设达到了IGBT的驱动功能，且具备了各种保护功能。关键字:IGBT，驱动

2、电路，HCPL-316J，栅极驱动，保护电路AbstractIGBTcombinestheadvantagesofunipolarandbipolardevicetoamoreeffectivedevice,andhasmoresuperiorcharacteristicswithhigherinputimpedance,fasterspeed,loweronvoltage,higheroffvoltageandlagercurrentwithstand.Soitisfastlydevelopedandwidelyused.Thedrivercircuitperformanceofi

3、tdirectlyaffectstheIGBTpower,securityandreliabilityinpowerconverters,andplaysanimportantroleinpowerinverter.ThispaperintroducesthedevelopmentandcharacteristicsofIGBTfirstly,andthethefunctionofprotectingfunction,andthegridinputofIGBTdrivingcircuitisintroducedsecondly.Thenthedesignprocessisintrod

4、ucedindetail,includingitsprincipleofcircuitandsimulation,etc.Finally,summarizesthePicassoindesignandweldingproblemsandsolutions.TheproJectreachesIGBTdrivefunctionandhasvariousprotectionfunction.KEYWORDS：IGBT,Drivingcircuit,HCPL-316J，Gatedrive,Protectioncircuit第一章概述1.1IGBT的发展历程电力电子器件的发展经历了晶闸管（SC

5、R）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。功率IGBT（绝缘栅双极晶体管）器件在20世纪90年代初进入实用化。近几年来，功率IGBT的性能提高很快，额定电流已达数百安培，耐压达1500V以上，而且还在不断提高。现在，跨世纪的IGBT显示了巨大的进展，形成了一个新的器件应用平台。智能MOS栅IGBT模

6、块化采用了高频性能的改进，可将驱动电路、保护电路和故障诊断电路集成在一起，制成智能功率模块，通过采用大规模集成电路的精细制作工艺并对器件的少数载流子寿命进行控制，产生了新一代功率IGBT。当前高压IGBT的研制和应用水平为：600A～800A/6.5kV，工作频率为18kHz～20kHZ。1.2IGBT驱动电路的发展历程IGBT的驱动电路作为与功率器件的直接关联部分，是驱动IGBT模块以能让其正常工作，并同时对其进行保护的电路。在实际使用中除IGBT自身外，IGBT驱动器的作用对整个换流系统来说同样至关重要。IGBT的驱动电路影响IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路电流能

7、力及dine/dt等参数，决定了IGBT的静态与动态特性。IGBT驱动器的选择及输出功率的计算决定了换流系统的可靠性。驱动器功率不足或选择错误可能会直接导致IGBT和驱动器损坏。因此，在使用IGBT时，最重要的工作就是要设计好驱动与保护电路。致力于IGBT驱动电路及其应用电路的研究，研制出具有高性能的IGBT驱动电路，具有重要的理论意义和实际应用价值，并带动相关产业的发展，必将产生巨大的社会效益和经济效益。该驱动电路研制成功后，可广泛应用于各类IGBT的驱