基于集成驱动电路的igbt驱动电路设计

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1、辽宁工业大学课程设计说明书（论文）辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：基于集成驱动电路的IGBT驱动电路设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化124班学号：120302098学生姓名：李晓晨指导教师：（签字）起止时间：2014.12.29-2015.01.09本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化学号120302098学生姓名李晓晨专业班级自动化124课程设计（论文）题目基于集成驱动电路的IGBT驱动电路设计课程设计（论文）任务课题完成的功能：本课程设计利用集成驱动电路实现绝缘栅双极晶体管IGBT的驱动电路设计。设计任务及要求：（1）

2、根据给出的绝缘栅双极晶体管IGBT的额定数据，利用集成驱动电路（如EXB841、M57962L等）实现IGBT的外围驱动电路设计。（2）要求为IGBT提供一定幅值的正反向栅极电压。（3）驱动电路要具有隔离输入、输出信号的功能。（4）要求控制好的前后沿陡度，控制好IGBT的开关损耗。（5）具有过电压保护和du/dt保护能力。（6）具有完善的短路保护能力。（7）撰写课程设计说明书（论文）。技术参数：绝缘栅双极晶体管IGBT的额定电压1200V，额定电流400A，最大开关频率20kHz，驱动电压+15V，关断电压-5V。进度计划（1）布置任务，查阅资料，确定系统的组成（2天）（2）对系统各组成部件进

3、行功能分析（3天）（3）系统电气电路设计及调试设计（3天）（4）撰写、打印设计说明书及答辩（2天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算III本科生课程设计（论文）摘要介绍了绝缘栅双极型晶体管IGBT（InsulatedCateBipolarTransistor）器件驱动电路设计的一般要求，对EXB841芯片的工作过程作了深入的分析，研究了EXB841对IGBT的开通和关断以及过流保护的原理，指出了用EXB841直接驱动IGBT时存在的问题和不足，主要是过流保护的阀值太高，关断不可靠及在软关断时没有对外部输入

4、信号进行封锁。同时，提出了针对这些不足在设计驱动电路时应当采取的几种有效方法。最后，运用EXB841及其他器件设计和优化了一个IGBT的驱动电路，该驱动电路通试验证明能够有效地对IGBT器件进行驱动和过电流保护。关键词：绝缘栅双极型晶体管；EXB841；驱动电路III本科生课程设计（论文）目录第1章绪论1第2章课程设计的方案32.1概述32.2系统组成总体结构3第3章IGBT驱动电路设计43.1IGBT驱动电路设计要求53.2EXB841的控制原理53.3EXB841存在的不足与改进7第4章基于EXB841驱动电路设计、优化94.1IGBT驱动电路及故障信号封锁电路设计94.2IGBT驱动电路

5、优化11第5章课程设计总结13参考文献14III本科生课程设计（论文）第1章绪论80年代初期，用于功率MOSFET制造技术的DMOS（双扩散形成的金属-氧化物-半导体）工艺被采用到IGBT中来。在那个时候，硅芯片的结构是一种较厚的NPT（非穿通）型设计。后来，通过采用PT（穿通）型结构的方法得到了在参数折衷方面的一个显著改进，这是随着硅片上外延的技术进步，以及采用对应给定阻断电压所设计的n+缓冲层而进展的。几年当中，这种在采用PT设计的外延片上制备的DMOS平面栅结构，其设计规则从5微米先进到3微米。90年代中期，沟槽栅结构又返回到一种新概念的IGBT，它是采用从大规模集成（LSI）工艺借鉴来

6、的硅干法刻蚀技术实现的新刻蚀工艺，但仍然是穿通（PT）型芯片结构。在这种沟槽结构中，实现了在通态电压和关断时间之间折衷的更重要的改进。硅芯片的重直结构也得到了急剧的转变，先是采用非穿通（NPT）结构，继而变化成弱穿通（LPT）结构，这就使安全工作区（SOA）得到同表面栅结构演变类似的改善。这次从穿通（PT）型技术先进到非穿通（NPT）型技术，是最基本的，也是很重大的概念变化。这就是：穿通（PT）技术会有比较高的载流子注入系数，而由于它要求对少数载流子寿命进行控制致使其输运效率变坏。另一方面，非穿通（NPT）技术则是基于不对少子寿命进行杀伤而有很好的输运效率，不过其载流子注入系数却比较低。进而言

7、之，非穿通（NPT）技术又被软穿通（LPT）技术所代替，它类似于某些人所谓的“软穿通”（SPT）或“电场截止”（FS）型技术，这使得“成本—性能”的综合效果得到进一步改善。1996年，CSTBT（载流子储存的沟槽栅双极晶体管）使第5代IGBT模块得以实现，它采用了弱穿通（LPT）芯片结构，又采用了更先进的宽元胞间距的设计。目前，包括一种“反向阻断型”（逆阻型）功能或一种“反向导通型”（逆导型）功能