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学兔兔 l 匐 化 基于IGBT斩波电路的大功率负载研究 High-power●GBT chopper circuit in the application of the low voltage electric Ieakage Check 孟繁伟，常铁原，张 苑 MENG Fan．wei，CHANG Tie．yuan，ZHANG Yuan (河北大学 电子信息工程学院，保定071 000) 摘 要：介绍一种用于实际工程的大功率负载，该负载基于IGBT斩波电路。与传统模拟负载相比，该 电路的特点是电流大，功率高。采用08051 F340产生占空比及保持时间可调的PWM波，用于 调整电流大小。为IGBT设计了可靠的隔离电路，将OPU部分与IGBT部分隔离。设计了稳定的 保护电路，可以避免IGBT烧毁。为IGBT并联选择了合适的均流电阻，控制其导通程度。选择 高频率IGBT作为开关器件，使其工作在1 OOKHz左右。利用单片机控制PWM的保持时间，保护 IGBT的同时增加了测量的准确性。 关键词：IGBT斩波；大功率；可调可控 中圈分类号：TN71 0 文献标识码：B 文章编号：1 009—01 34(2014)06(上)一O1 54—03 Doi：1 0．3969I／J．issn．1 009-01 34．201 4．06(上)．44 0 引言 为150A，T =100℃时为75A。由于极间存在纳法 PWM斩波电路因其功率因数高、可控性好 级电容，而IGBT输入阻抗无穷大，因此栅极注入 而广泛用于电力电子行业。作为斩波电路的优势 一 定正电荷使栅极电压大于导通电压，IGBT~P可 开关器件“ ，绝缘栅双极晶体管IGBT综合了GTR 导通，且导通程度深，开关特性好。栅极耐压值 和MOSFET的优点，具有通流能力强、开关速度 为±20V，栅射导通压降典型值为5V。 快、输入阻抗高、热稳定性好、驱动功率小等特 根据该管特点及电路设计要求，选择IR公司 点。IGBT是一种电压控制型电力电子器件，通过 的IR2125作为IGBT驱动芯片。该芯片采用先进 控制栅极电压能稳定控制其导通与关断，从而实 的高压集成电路和无闩锁CMOS技术制作，源电 现电压调节。IGBT的驱动与保护是其主要研究问 流达1A，汇电流达2A，高侧浮动电源电压VB达 题，尤其是大功率条件下，如果IGBT的导通和关 525V，输出栅极驱动电压为l2～18V。自举模式 断时间增加，必然造成损耗增大。良好的驱动电 时，能工作在几十赫到几百千赫的频率范围内。 路应使其处在较理想的开关状态且禁止误导通。 输入电流典型值为4．5pA，易驱动。由于内部采用 主要研究IGBT斩波电路在大功率模拟负载中的应 了自举技术，驱动芯片可以驱动工作于高端和低 用，说明驱动电路和保护电路的设计思路。 端的N沟道MOSFET或IGBT。具欠压自锁功能， 可实现自身欠压保护。输入逻辑电平兼容2．5V、 1斩波电路设计