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          IGBT集成驅(qū)動模塊的研究

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          作者: 時間:2007-10-31 來源:電源技術(shù)應(yīng)用 收藏

            引言

            隨著電力電子技術(shù)朝著大功率、高頻化、模塊化發(fā)展,絕緣柵雙極品體管()已廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、變頻器、電機控制以及要求快速、低損耗的領(lǐng)域中。是復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式電力電子器件,兼有MOSFET和GTR的優(yōu)點:輸入阻抗高,驅(qū)動功率小,通態(tài)壓降小,工作頻率高和動態(tài)響應(yīng)快。目前,市場上500~3000V,800~l800A的,因其耐高壓、功率大的特性,已成為大功率開關(guān)電源等電力電子裝置的首選功率器件。

            1 驅(qū)動保護電路的原則

            由于是電壓控制型器件,因此只要控制ICBT的柵極電壓就可以使其開通或關(guān)斷,并且開通時維持比較低的通態(tài)壓降。研究表明,IGBT的安全工作區(qū)和開關(guān)特性隨驅(qū)動電路的改變而變化。因此,為了保證IGBT可靠工作,驅(qū)動保護電路至關(guān)重要。

            IGBT驅(qū)動保護電路的原則如下。

            (1)動態(tài)驅(qū)動能力強,能為柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動脈沖;

            (2)開通時能提供合適的正向柵極電壓(12~15V),關(guān)斷時可以提供足夠的反向關(guān)斷柵極電壓(一5V);

            (3)盡可能少的輸入輸出延遲時間,以提高工作效率;

            (4)足夠高的

            輸入輸出電氣隔離特性,使信號電路與柵極驅(qū)動電路絕緣;

            (5)出現(xiàn)短路、過流的情況下,具有靈敏的保護能力。

            目前,在實際應(yīng)用中,普遍使用驅(qū)動與保護功能合為一體的IGBT專用的驅(qū)動模塊。

            2 模塊

            為了解決IGBT的可靠驅(qū)動問題,世界上各廠家丌發(fā)出了眾多的IGBT模塊。如日本富士公司的EXB系列,三菱電機公司的M57系列,三社電機公司的GH系列,美國國際整流器公司的TR系列,Unitrode公司的UC37系列以及國產(chǎn)的HL系列。以下是幾種典型的模塊。

            2.1 EXB841模塊的分析

            EX841高速驅(qū)動模塊為15腳單列直插式結(jié)構(gòu),采用高隔離電壓光耦合器作為信號隔離,內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖l所示,其工作頻率可達40 kHz,可以驅(qū)動400 M600 V以內(nèi)及300 A/l200 V的IGBT管,其隔離電壓可達2500AC/min,工作電源為獨立電源20

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