大功率IGBT智能控制策略的研究

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1、分类号学号M201071825学校代码10487密级硕士学位论文大功率IGBT智能控制策略的研究学位申请人：雷明学科专业：控制理论与控制工程指导教师：程善美教授答辩日期：2013年2月25日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheResearchonHighPowerIGBTIntelligentControlStrategyCandidate:LeiMingMajor:

2、ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor:Prof.ChengShanmeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFeb.,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识

3、到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权数。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大

4、学硕士学位论文摘要随着大功率IGBT生产技术的快速发展，其在新型工业、新能源、智能电网、轨道交通和国防中的应用越来越广泛，而大功率IGBT的驱动作为弱电控制和强电运行的桥梁，其要求也越来越高。因其重要性，有必要将驱动看成一个独立的“子系统”来研究。IGBT智能驱动是考虑IGBT工作的各种情况，然后使用不同的驱动策略，使IGBT工作在最佳状态，比如减小“米勒”效应的持续时间和开通损耗；开发新型的抑制IGBT关断尖峰的方法等等。这种根据IGBT的不同需求而采用不同措施的智能型控制驱动板是IGBT驱动发展的新方向

5、。论文分析了IGBT的工作原理和特性，研究了IGBT的开关特性以及各种控制策略的可行性。基于IGBT特性的分析详细分析了IGBT驱动控制策略：变门极电阻开关IGBT以改善驱动特性；各种短路保护措施的研究以及其优缺点；新型软关断技术的研究及其优点；有源箝位抑制IGBT关断尖峰的方法。根据不同型号的IGBT采用不同的驱动策略并设计驱动电路，基于Lattice公司的CPLD编写驱动控制程序，完成硬件电路的开发。搭建实验平台，针对两种不同型号的IGBT及驱动板分别做验证性实验，实验结果表明：变电阻减小了“米勒”效应

6、的持续时间、开关延迟时间和开关损耗；多种短路保护的配合使用可以区分出一类短路和二类短路；软关断技术使电流缓慢的下降并使关断尖峰很小；有源箝位技术有效地将关断尖峰箝位在预期的值。关键词：大功率IGBT智能驱动、变门极电阻、短路保护、软关断、有源箝位I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofhigh-powerIGBTproductiontechnology,itismoreandmorewidelyusedinnewindustries,newenergy,s

7、martgrid,railtransportanddefenseindustryapplications,andhigh-powerIGBTdriveractingasalinkbetweencontrolunitandrawpower,itsrequirementsarealsoincreasing.Becauseofitsimportance,itisnecessarytostudytheIGBTdriverasanindependent"subsystems".TheIGBTintelligentdr

8、iverconsiderallkindsofworksituations,thenusedifferentdriverstrategy,andmaketheIGBTworkinthebestcondition,suchasreducingthe"Miller"effectofthedurationandconductingloss;developinganewtypeofinhibitionIGBToffspik