中大功率IGBT驱动及串并联特性应用研究论文

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1、摘要中大功率IGBT驱动及串并联特性应用研究学科：信号与信息处理答辩日期：2003年3月导师：孙强（教授）签字：作者：陶健签字：摘要本文在分析了中大功率IGBT特性、工作原理及其驱动电路原理和要求的基础上，对EXB841、M57962AL、2SD315A等几种驱动电路的工作特性进行了比较。并针对用于轻合金表面防护处理的特种脉冲电源主功率开关器件驱动电路运行中存在的问题对驱动电路提出了功能改进和扩展方案，进行了实验调试，并成功地应用于不同功率容量IGBT模块的驱动，运行情况良好，提高了电源的可靠性。针对电源设备的进一步功率扩容要求，采用IGBT模块串、并联运行方案。对并联模

2、块的均流、同步触发、散热、布局、布线等问题进行了详细的分析和讨论，同时也讨论了串联模块的均压、驱动等问题，并用仿真电路对串并联模块的工作特性进行了仿真分析。最后将IGBT串并联方案成功地应用于表面处理特种电源中，实际运行表明IGBT模块的串并联扩容是可行的。关键词：IGBT，驱动，串联，并联第二章功率开关器件IGBT特性及其驱动电路的要求THEDRIVECIRCUITFORNEWTYPEPOWERIGBTANDSTUDYOFSERIESANDPARALLELOPERATIONSpeciality:Signal&InformationProcessingAdviser:Su

3、nQiang(professor)Signature:Author:TaoJianSignature:ABSTRACTThisarticleanalyzedtheworkcharacteristic,functionprincipleofpowerIGBT,theprincipleandtherequestofitsdriveandprotectioncircuit.Thecharacteristic,probleminuseandadditionalfunctionofseveralcircuitssuchasEXB841,M57962ALand2SD315Awerep

4、articulardiscussedandanalyzed.Tosolveproblemsofsemiconductordrivecircuitthoseexistinourspecialpulsepowersupply,improveonfunctionwasadopted.Thosecircuitswereallappliedproperlyinourpowersupplysystem,operatedingoodcondition.Tofurtherincreasetheoutputpowerofthepowersupply,weusedIGBTmodulesins

5、eriesandparallelconnection,atthesametimethevoltageandcurrentbalance,synchronouslytrigger,cooling,placementandwiringoftheseriesandparallelIGBTmoduleswerediscussedandanalyzed.Inaddition,theseriesandparallelsimulationcircuitwasstudy.Nowtheapplicationofseriesandparalleltechniqueusedinourpower

6、systemwasapprovedeffective.KEYWORDS:IGBT，Drive，Series，Parallel第一章概述1.1功率开关器件驱动、保护电路综述功率开关器件在电力电子设备中占据核心的位置，它的可靠工作是[1]整个装置正常运行的基本条件。在主电路拓扑设计和功率开关器件选取合理的前提下，如何可靠地驱动和保护主开关器件显得十分关键。功率开关器件的驱动电路是主电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要部分，对整个设备的性能有很大的影响，其作用是将控制回路输出的PWM脉冲放大到足以驱动功率开关器件。简而言之，驱动电路的基本任务就是将控制电路传来的信号，

7、转换为加在器件控制端和公共端之间的可以使其导通和关断的信号。同样的器件，采用不同的驱动电路将得到不同的开关特性。采用性能良好的驱动电路可以使功率开关器件工作在比较理想的开关状态，同时缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。因此驱动电路的优劣直接影响主电路的性能，因此驱动电路的合理化设计显得越来越重要。[2]一般来说，功率开关器件理想的驱动电路应满足以下要求：1、功率开关管开通时，驱动电路能够提供快速上升的基极电流，使得开启时有足够的驱动功率，从而减小开通损耗。2、开关管导通期间，驱动电路提供