《IGBT驱动设计》PPT课件

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1、IGBT及驱动介绍电力电子器件的概念、特点和分类IGBT的工作原理、基本特性、主要参数IGBT驱动电路与保护IGBT典型应用主要内容IGBT引言IGBT是什么?IGBT是一个电力电子器件IGBT做什么用?先进的第三代功率模块,工作频率1～20KHz,主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆边电路,既DC/AC变换中.IGBT驱动是什么?主电路与控制电路之间的接口IGBT驱动有什么用?对器件或整个装置的一些保护措施,使电力电子器件工作在较理想的开关状态，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

2、IGBT主要用在那里?电动汽车,伺服控制器,UPS,开关电源,斩波电源,无轨道电车等.至问世以来,几乎以替代一切其它功率器件.电力电子器件的概念、特点和分类IGBT的工作原理、基本特性、主要参数IGBT驱动电路与保护IGBT典型应用主要内容电力电子器件的概念和特征电子技术的基础电力电子器件电力电子电路的基础电子器件：晶体管和集成电路概念(Concept):电力电子器件（powerelectronicdevice）——可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件主电路（mainpowercircuit）——电

3、气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路一.电力电子器件的概念电力电子器件的概念和特征能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力，是最重要的参数。一般远大于处理信息的电子器件。电力电子器件一般都工作在开关状态。往往需要由信息电子电路来控制。电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件，一般都要安装散热器。实用中，电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。需要加驱动电路。二.电力电子器件的一般特征(Features)电力电子器件的概念和特征1.半控型器件绝缘栅双极晶体管（Insulated-GateBipola

4、rTransistor——IGBT）电力场效应晶体管（电力MOSFET）门极可关断晶闸管（GTO）3.不可控器件电力二极管（PowerDiode）只有两个端子，器件的通和断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件。晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定2.全控型器件通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。不能用控制信号来控制其通断,因此也就不需要驱动电路。按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为三类：三.电力

5、电子器件的分类电力电子器件的主要性能指标电压、电流、工作频率。电力电子器件的概念和特征四.电力电子器件的符号电力电子器件的概念、特点和分类IGBT的工作原理、基本特性、主要参数IGBT驱动电路与保护IGBT典型应用主要内容电力电子器件的概念和特征三.IGBT结构概念.结构IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，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的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。电力

6、电子器件的概念和特征a)b)O有源区正向阻断区饱和区反向阻断区ICUGE(th)UGEOICURMUFMUCEUGE(th)UGE增加IGBT基本特性(1)IGBT的静态特性IGBT的转移特性和输出特性输出特性分为三个区域：正向阻断区、有源区和饱和区。转移特性——IC与UGE间的关系(开启电压UGE(th))电力电子器件的概念和特征ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGEUGEMICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMIC

7、MIGBT的开关过程IGBT基本特性(2)IGBT的动态特性(3)IGBT的主要参数——正常工作温度下允许的最大功耗。(3)最大集电极功耗PCM——包括额定直流电流IC和1ms脉宽最大电流ICP。(2)最大集电极电流——由内部PNP晶体管的击穿电压确定。(1)最大集射极间电压UCES电力电子器件的概念和特征电力电子器件的概念和特征IGBT的特性和参数特点可以总结如下：兼顾了MOSFET和BJT的优点，成为当前功率半导体器件发展的重要方向。电力电子器件的概念和特征IGBT的封装3462图l－2模块化BJT的内部简化结构a)一

8、单元模块b）二单元模块c)四单元模块d)六单元模块电力电子器件的概念和特征AC-DC-AC变频功率模块电力电子器件的概念和特征电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。电力电子器件在实际应用中的系统组成控制电路检测电路驱动电路RL主电路V1V2保护电路在主电路和控制