功率器件是電力電子行業(yè)的核心單元,IGBT以其低功耗和高可靠性在高電壓、大電流和高速開關(guān)領(lǐng)域有著獨到的優(yōu)勢,逐漸代替GTR和功率MOSFET,在電力電子、家用電器、開關(guān)電源等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。IGBT功率模塊的失效會對整個電力電子設(shè)備造成重大影響,有可能對生產(chǎn)生活造成巨大損失,檢測出失效故障,保證IGBT功率模塊的正常工作,具有十分重要的社會價值和意義。IPM的出現(xiàn)將IGBT功率模塊和驅(qū)動保護(hù)電路高度集成,ADC的快速發(fā)展為IGBT工作數(shù)據(jù)采集和存儲提供了便利條件。本文首先分析了IGBT的基本結(jié)構(gòu),對IGBT的工作原理和開關(guān)特性進(jìn)行了介紹,針對IGBT開關(guān)過程,設(shè)計了基于di/dt的IGBT驅(qū)動保護(hù)及監(jiān)測電路。首先在前期設(shè)計的基礎(chǔ)上完成大功率IGBT驅(qū)動保護(hù)電路版圖設(shè)計,用以流片封裝,針對帶分流器結(jié)構(gòu)的IGBT驅(qū)動,在采集分流器上的電壓信號后,經(jīng)放大微分處理后,根據(jù)開關(guān)特性中電流的變化選擇出合適的柵驅(qū)動電壓,完成驅(qū)動電路的設(shè)計,保護(hù)電路的設(shè)計采用VCE退飽和檢測和di/dt檢測相結(jié)合的方法。完成了監(jiān)測芯片中高速ADC的設(shè)計和部分模塊版圖設(shè)計,用于監(jiān)測開關(guān)過程寄生電感上的電壓,將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 IGBT的結(jié)構(gòu)及工作原理
    2.1 IGBT的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
    2.2 IGBT的靜態(tài)特性
    2.3 IGBT的動態(tài)特性
    2.4 現(xiàn)有IGBT驅(qū)動方法分析
    2.5 小結(jié)
3 IGBT驅(qū)動保護(hù)電路仿真與設(shè)計
    3.1 驅(qū)動方式設(shè)計及整體結(jié)構(gòu)
    3.2 驅(qū)動模塊仿真與設(shè)計
        3.2.1 帶隙基準(zhǔn)
        3.2.2 放大電路
        3.2.3 微分電路
        3.2.4 閾值產(chǎn)生電路
        3.2.5 輸出級電路
    3.3 保護(hù)模塊的仿真與設(shè)計
        3.3.1 短路保護(hù)
        3.3.2 過溫保護(hù)
    3.4 小結(jié)
4 IGBT監(jiān)測電路仿真與設(shè)計
    4.1 折疊插值模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)
        4.1.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的幾種結(jié)構(gòu)
        4.1.2 折疊內(nèi)插技術(shù)
        4.1.3 ADC整體電路結(jié)構(gòu)
    4.2 預(yù)放大電路設(shè)計
    4.3 采樣保持電路
    4.4 折疊電路和插值電路設(shè)計
        4.4.1 折疊電路設(shè)計
        4.4.2 插值電路設(shè)計
    4.5 比較器電路設(shè)計
    4.6 數(shù)字編碼電路與位同步電路設(shè)計
        4.6.1 氣泡效應(yīng)及消除
        4.6.2 數(shù)字編碼
        4.6.3 位同步
    4.7 折疊整體仿真
    4.8 小結(jié)
5 后端實現(xiàn)
    5.1 帶隙基準(zhǔn)版圖
    5.2 時間信息設(shè)置版圖
    5.3 盲區(qū)時間控制版圖
    5.4 過溫保護(hù)電路版圖
    5.5 預(yù)放大電路版圖
    5.6 折疊電路版圖
    5.7 比較器電路版圖
    5.8 整體版圖
6 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號：3893414