中高壓大功率IGBT驅動保護電路及應用研究.pdf

1、目前，以IGBT為核心的變換器在工業(yè)電機驅動、新能源發(fā)電、電力傳輸、電能變換、電能質量控制和無功補償?shù)阮I域廣泛應用，在中等及大功率應用中逐漸占據(jù)主導地位。驅動和保護電路的性能直接影響著IGBT的性能和變換器系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
　　本文在詳細分析了IGBT的工作原理基礎上，對中高壓大功率IGBT的驅動保護電路的常用技術進行了分析、比較和總結;針對驅動峰值電流不夠、驅動功率不足的問題，分析了常規(guī)方法即驅動器外加推挽放大電路和隔離電源

2、的優(yōu)缺點和適用范圍之后，提出了驅動器雙通道并聯(lián)的驅動設計方案，來提供雙倍的驅動功率和驅動峰值電流，增加驅動能力，并通過Pspice仿真和實驗驗證該思路的正確性;采用驅動器雙通道并聯(lián)設計了一種正在開發(fā)的3300V/3000A整晶圓特大容量IGBT驅動電路，還設計了dv/dt、過壓、短路保護電路，避免整晶圓特大容量IGBT失效;同時對矩陣變換器系統(tǒng)中雙向功率模塊的驅動和保護電路進行分析、總結和設計。主要工作如下:
　　首先，介紹了IG

3、BT的結構、模型、靜態(tài)特性，結合理論公式詳細的分析了開關過程中驅動參數(shù)對IGBT開關特性的影響;通過對安全工作區(qū)的進一步認識，分析了IGBT的失效機理。
　　其次，在深入研究IGBT門極驅動基本要求的基礎上，對驅動電路各部分的基本原理、常用的設計方法進行了分析、比較和總結;針對中高壓大功率IGBT驅動的特殊要求，通過比較研究提出了采用2SC0535雙通道并聯(lián)驅動方案來設計整晶圓特大容量高壓IGBT驅動電路，仿真和實驗結果驗證了設計

4、方法的正確性。
　　再次，詳細的分析了中高壓大功率IGBT保護電路的設計要求，總結了dv/dt、過壓、過流保護電路常用設計方法的優(yōu)缺點、適用范圍;在此基礎上設計了一種較為完整的整晶圓特大容量高壓IGBT保護電路，測試實驗結果驗證了設計方案的合理性。
　　最后，對基于IGBT的矩陣變換器雙向功率模塊進行了分類，在總結各自特點及其驅動保護電路的設計難點的基礎上，針對RB-IGBT反并聯(lián)組合形式的雙向開關，在采用常規(guī)的高壓快速恢復