《IGBT驱动电路研究》》-毕业论文.doc

摘 要 IGBT将单极型和双极型器件的各自优点集于一身，扬长避短，使其特性更加优越，具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等优点，因而发展很快，应用很广。其驱动电路性能直接影响IGBT的功耗、安全性与可靠性等特性，在功率变换器内发挥相当重要的作用。 本文首先介绍IGBT的发展， IGBT的各种特性，其次介绍了IGBT驱动电路的各种保护功能，检测功能，以及栅极输入。然后又把该次设计过程详细的介绍，包括其原理图，电路板和仿真等。最后进行总结，总结了该次毕设在设计和焊接中出现的种种问题和解决方案。 该次毕设达到了IGBT的驱动功能，且具备了各种保护功能。 关键字: IGBT，驱动电路，HCPL-316J，栅极驱动，保护电路 Abstract IGBT combines the advantages of unipolar and bipolar device to a more effective device, and has more superior characteristics with higher input impedance, faster speed, lower on voltage,higher off voltage and lager current withstand .So it is fastly developed and widely used.The driver circuit performance of it directly affects the IGBT power, security and reliability in power converters, and plays an important role in power inverter. This paper introduces the development and characteristics of IGBT firstly, and the the function of protecting function, and the grid input of IGBT driving circuit is introduced secondly. Then the design process is introduced in detail, including its principle of circuit and simulation, etc. Finally, summarizes the Picasso in design and welding problems and solutions. The proJect reaches IGBT drive function and has various protection function. KEY WORDS ：IGBT , Driving circuit,HCPL-316J，Gate drive, Protection circuit 第一章 概 述 1.1 IGBT的发展历程 电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。功率IGBT（绝缘栅双极晶体管）器件在20世纪90年代初进入实用化。近几年来，功率IGBT的性能提高很快，额定电流已达数百安培，耐压达1500V以上，而且还在不断提高。 现在，跨世纪的IGBT显示了巨大的进展，形成了一个新的器件应用平台。智能MOS栅IGBT模块化采用了高频性能的改进，可将驱动电路、保护电路和故障诊断电路集成在一起，制成智能功率模块，通过采用大规模集成电路的精细制作工艺并对器件的少数载流子寿命进行控制，产生了新一代功率IGBT。当前高压IGBT的研制和应用水平为：600A～800A/6.5kV，工作频率为18kHz～20kHZ。 1.2 IGBT驱动电路的发展历程 IGBT的驱动电路作为与功率器件的直接关联部分，是驱动IGBT模块以能让其正常工作，并同时对其进行保护的电路。在实际使用中除IGBT自身外，IGBT 驱动器的作用对整个换流系统来说同样至关重要。IGBT的驱动电路影响IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路电流能力及dine / dt等参数，决定了IGBT的静态与动态特性。IGBT驱动器的选择及输出功率的计算决定了换流系统的可靠性。驱动器