有源滤波器IGBT驱动模块应用与性能分析.pdf

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1、第46卷第9期电力电子技术Vo1．46．No．92012年9月PowerElectronicsSeptember2012有源滤波器IGBT驱动模块应用与性能分析郭喜峰，王大志，刘震，韩伟(东北大学，信息科学与工程学院，辽宁沈阳110819)摘要：针对有源电力滤波器(APF)IGBT的驱动问题，利用2SD106驱动模块，搭建了有效的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动电路。通过分析2SD106驱动模块特性，设计出电压抑制及互锁电路、电压监控及错误复位电路，并在不同频率下将其与常用驱动模块进行了驱动能力和通断情

2、况的性能对比。实验结果表明，该设计能提供有效的IGBT驱动信号，驱动效果良好，并能提供相应保护，保证系统可靠运行。将提出的驱动电路成功应用于一台100kVAAPF实验样机．样机的长期运行证明了该设计的有效性和实用性。关键词：有源电力滤波器；绝缘栅双极型晶体管；驱动电路中图分类号：TN713+．8文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2012)09—0085—03ApplicationandPerformanceAnalysisofIGBTDriverModuleofAPFGUOXifeng，WANG

3、Da—zhi，LIUZhen，HANWei(NortheasternUniversity，Shenyang110819，Ch／na)Abstract：Aimingatsolvingthedriveproblemofactivepowerfiher(APF)IGBT，anefectivedesignofIGBTdrivecir-cuitusing2SD106drivemoduleispresented．Withtheanalysisof2SD106drivemodulecharacteristics，the

4、voltageinhibitionandinterlockcircuit，thevoltagemonitoringanderrorreductioncircuitaledesigned．Thisdesignhasbetterdrivecapacityandmake·and—breakprocesscomparedwithcurrentlyuseddrivemodulesindifferentfrequencies．Theexperimentalresultsshowthatthisdesigncanefe

5、ctivelyprovideIGBTdrivesignalswhichhavebetterdriveefect，alsocanprovideappropriateprotectiontoensureoperationreliableofthesystem．Thedrivecircuitissuccessfullyap-pliedintoa100kVAAPFexperimentalprototypeandwithitslong—termoper~ionwhichcanprovetheefectiveness

6、andpracticalityofthedesign．Keywords：activepowerfilter；insulatedgatedbipolartransistor；drivercircuitFoundationProject：SupportedbyNational211Project(No．28110514)1引言2驱动电路设计与应用电力电子器件和非线性负载的广泛应用使电2．1驱动模块特性网中存在大量谐波，APF是有效抑制谐波的重要2SD106是专为1200／1700V级别IGBT设计手段。IGB

7、T是APF主电路的核心，选用设计良的，可同时驱动两个IGBT，且可靠性高、寿命长，主好、性能可靠的驱动电路可使其工作在较理想的要用于电机驱动、DC／DC变流器等需驱动大功率开关状态．而开关时间缩短、损耗减小能提高APFIGBT或MOSFET的系统。其驱动能力很强，最大能运行效率，增强其可靠性和安全性[1-4]。输出6A驱动电流．具有短路／过流保护功能．电气此处针对大功率IGBT驱动存在电路复杂、可隔离电压达4kv，开关频率大于100kHz。占空比可靠性低的缺点．应用2SD106设计了大功率IGBT从0～1

8、00％调节，可进行电源及自我检测。驱动电路。它不但具有过压、过流保护等基本功2SD106模块由电子接口LDI、智能栅极驱动能，且实现了电压抑制及互锁、电压监控及错误复IGD及15VDC／DC电源组成。每个模块含两路位。与常用电路相比，该电路能有效驱动IGBT．并PWM驱动电路，其内部结构如图1所示。由于可对主电路器件进行保护．满足APF稳定工作的PWM信号的频率和占空比变化较大，故不能简单需要，并可获得良好效果。地通过变压器进