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

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