IGBT模块窄脉冲解决方案
IGBT在应用中碰到的常见问题解决方法
IGBT在应用中碰到的常见问题解决方法1 引言80年代问世的绝缘栅双极性晶体管IGBT是一种新型的电力电子器件，它综合了gtr和MOSFET的优点，控制方便、开关速度快、工作频率高、安全工作区大。
随着电压、电流等级的不断提高，IGBT成为了大功率开关电源、变频调速和有源滤波器等装置的理想功率开关器件，在电力电子装置中得到非常广泛的应用。
随着现代电力电子技术的高频大功率化的发展，开关器件在应用中潜在的问题越来越凸出，开关过程引起的电压、电流过冲，影响到了逆变器的工作效率和工作可靠性。
为解决以上问题，过电流保护、散热及减少线路电感等措施被积极采用，缓冲电路和软开关技术也得到了广泛的研究，取得了迅速的进展。
本文就针对这方面进行了综述。
2 IGBT的应用领域2.1 在变频调速器中的应用［3］SPWM变频调速系统的原理框图如图1所示。
主回路为以IGBT 为开关元件的电压源型SPWM逆变器的标准拓扑电路，电容由一个整流电路进行充电，控制回路产生的SPWM信号经驱动电路对逆变器的输出波形进行控制;变频器向异步电动机输出相应频率、幅值和相序的三相交流电压，使之按一定的转速和旋转方向运转。
2.2 在开关电源中的应用［5］图2为典型的ups系统框图。
它的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器以及把直流电再变为交流电的逆变器。
蓄电池在交流电正常供电时贮存能量且维持正常的充电电压，处于“浮充”状态。
一旦供电超出正常的范围或中断时，蓄电池立即对逆变器供电，以保证ups电源输出交流电压。
ups逆变电源中的主要控制对象是逆变器，所使用的控制方法中用得最为广泛的是正弦脉宽调制（SPWM）法。
2.3 在有源滤波器中的应用［6］并联型有源滤波系统的原理图如图3所示。
主电路是以IGBT为开关元件的逆变器，它向系统注入反向的谐波值，理论上可以完全滤除系统中存在的谐波。
与变频调速器不同的是，有源滤波器pwm控制信号的调制波是需要补偿的各次谐波的合成波形，为了能精确的反映出调制波的各次谐波成分，必须大大提高载波的频率。
IGBT模块驱动及保护技术
IGBT模块驱动及保护技术IGBT模块驱动及保护技术1. 引言IGBT 是MOSFET 和双极晶体管的复合器件。
它既有MOSFET 易驱动的特点，又具有功率晶体管高电压、电流大等优点。
其特性发挥出MOSFET 和功率晶体管各自的优点，正常情况下可工作于几十kHz 的频率范围内，故在较高频率应用范围中，其中中、大功率应用占据了主导地位。
IGBT 是电压控制型器件，在它的栅极发射极之间施加十几V的直流电压，只有μA级的电流流过，基本上不消耗功率。
但IGBT 的栅极发射极之间存在较大的寄生电容（几千至上万pF），在驱动脉冲的上升和下降沿需要提供数A级的充放电电流，才能满足开通和关断的动态要求，这使得它的驱动电路也必须输出一定的峰值电流。
IGBT 作为一种大功率的复合器件，存在着过流时可能发生闭锁现象而造成损坏的问题。
在过流时如采取一定的速度封锁栅极电压，过高的电流变化会引起过电压，需要采用软关断技术，因此掌握好IGBT 的驱动和保护特性对于设计人员来说是十分必要的。
2． IGBT的栅极特性IGBT 的栅极通过氧化膜和发射极实现电隔离。
由于氧化膜很薄，其击穿电压一般只能达到20 到30V，因此栅极击穿是IGBT 最常见的失效原因之一。
在应用中有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过最大额定栅极电压，但栅极连线的寄生电感和栅极-集电极之间的电容耦合，也会产生使氧化膜损坏的振荡电压。
为此，通常采用绞线来传送驱动信号，以减小寄生电感。
在栅极连线中串联小电阻可以抑制振动电压。
由于IGBT 的栅极-发射极之间和栅极-集电极之间存在着分布电容，以及发射极驱动电路中存在着分布电感，这些分布参数的影响，使IGBT 的实际驱动波形与理想驱动波形不完全相同，并且产生了不利于IGBT开通和关断的因素。
如图1所示。
在t0时刻，栅极驱动电压开始上升，此时影响栅极电压上升斜率的主要因素只有Rg和Cge，栅极电压上升较快。
在t1时刻达到IGBT 的栅极门槛值，集电极电流开始上升。
采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具...[技巧]
![采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具...[技巧]](https://img.taocdn.com/s3/m/5a3c260015791711cc7931b765ce050876327515.png)
采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具...采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
PWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。
直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。
随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展。
到目前为止，已出现了多种PWM控制技术，根据PWM控制技术的特点，到目前为止主要有以下8类方法。
1 相电压控制PWM1.1 等脉宽PWM法[1]VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技术来实现的，其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。
等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的，是PWM法中最为简单的一种。
它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。
相对于PAM法，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同时也存在输出电压中除基波外，还包含较大的谐波分量。
1.2 随机PWM在上世纪70年代开始至上世纪80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。
IGBT并联解决方案
IGBT并联解决方案一、引言IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高性能功率半导体器件，广泛应用于电力电子领域。
在某些高功率应用中，单个IGBT可能无法满足需求，因此需要采用IGBT并联解决方案。
本文将详细介绍IGBT并联解决方案的设计原理、优势和实施步骤。
二、设计原理IGBT并联解决方案的设计原理主要包括以下几个方面：1. 电流平衡：IGBT并联时，为了保证各个器件之间电流的平衡，需要在设计中考虑电流分配的均衡性。
可以通过合理的电流检测和控制电路来实现。
2. 热量分散：由于IGBT工作时会产生较大的热量，为了保证各个器件的温度均衡，需要在设计中考虑热量的分散。
可以通过散热器的设计和布局来实现。
3. 电压分配：IGBT并联时，为了保证各个器件之间电压的分配均衡，需要在设计中考虑电压分配的均衡性。
可以通过合理的电压检测和控制电路来实现。
三、优势IGBT并联解决方案具有以下几个优势：1. 提高系统功率：通过并联多个IGBT，可以将系统的功率提升到更高的水平，满足高功率应用的需求。
2. 提高系统可靠性：由于并联的IGBT能够相互分担负载，当其中一个器件出现故障时，其他器件仍然可以正常工作，从而提高了系统的可靠性。
3. 提高系统效率：通过并联多个IGBT，可以减小每个器件的负载，降低导通和开关损耗，从而提高系统的效率。
4. 提高系统响应速度：通过并联多个IGBT，可以减小每个器件的电流和电压波动，提高系统的响应速度。
四、实施步骤IGBT并联解决方案的实施步骤如下：1. 系统需求分析：根据实际应用需求，确定系统的功率、电流和电压等参数。
2. 选型和设计：根据系统需求，选择合适的IGBT器件，并进行电流平衡、热量分散和电压分配等设计。
3. 电流检测和控制：设计合适的电流检测和控制电路，实现各个器件之间电流的平衡。
4. 热量分散设计：设计合适的散热器，并合理布局各个IGBT器件，实现热量的分散。
IGBT脉冲调速装置在煤矿窄轨电机车中的应用
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， 外延技 术 、离 如 子注 入 、精细 光刻 等 。要提 高功 率 Ｍ Ｓ Ｅ Ｏ Ｆ Ｔ的耐 压能 力， 势必 增加 高导 通 电 阻， 从而妨 碍器 件在 高 电压 、大 电流范 围的 应用 。针对 这些 缺 陷， ０世纪 ８ ２ ０ 年代 诞生 了功率 Ｉ Ｂ 绝缘栅 双极 晶 体管） 件， ０ 纪 ９ 年 代初 进入 实用 Ｇ Ｔ（ 器 ２ 世 Ｏ 化 。 几年来 ， 近 功率 Ｉ Ｂ 的性 能提高 很快 ， 定 电流 已达 数百 Ａ 耐 压达 １ ０ Ｖ ＧＴ 额 ， ５ ０ 以上 ， 而且还 在不 断提 高。 由于 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ器件具 有 Ｐ Ｎ 极管 的正 向特性 ， Ｉ二 Ｐ沟功 率 ＩＢ Ｇ Ｔ的特 性不 比 Ｎ沟 ＩＢ 差 多少 ， ＧＴ 这非 常有利 于在 应用 中采取 互补 结构 ， 从 而扩 大其 在 交流 和数 字控 制 技 术领 域 中 的应用 。 目前， 用 在 中压 大 功率 领 域 的 电力 电子 器 件 ， 应 已形 成 Ｇ ０、Ｉ ＣＴ Ｔ 、 Ｇ Ｏ Ｂ 、ＩＧ 相 互竞 争不 断创新 的技 术市场 ， 大 功率 （Ｍ ）低 频率 （ｋ ｚ 的 Ｇ Ｔ ＥＴ 在 ＩＷ ， ｉＨ ） 传 动领 域， 电力牵 引机车 领 域 Ｇ ０ Ｇ Ｔ 着独 特 的优 势， 如 Ｔ 、Ｉ Ｃ 有 而在 高载波 频 率、 高斩波频 率 下， Ｇ Ｔ Ｅ Ｔ有着 广 阔的 发展前 景 ， Ｉ Ｂ 、Ｉ Ｇ 在现 阶段 中压大 功 率 变 频 领域 将 由这 ４种 电力 电子 器 件构 成其 主 流器 件 。 ＩＢ Ｇ Ｔ最 大的优 点是无 论在 导通状 态还 是短 路状 态都 可 以承受 电流冲 击 。 它的并联 不成 问题 ， 由于本身 的关 断延 迟很短 ， 串联 也容 易 。尽 管 Ｉ Ｂ 其 Ｇ Ｔ模 块 在大功 率应用 中非 常广泛 ， 但其 有 限的负载 循环 次数 使其 可靠性 成 了问题， 其主 要失 效机理 是阴极 引线 焊点开 路和 焊点较 低 的疲劳 强度， 外， 另 绝缘材 料 的缺 陷 也是 一 个 问题 。 １年前 ，Ｇ Ｔ Ｏ ＩＢ 出现在世 界技术 舞 台的时候， 尽管 它凝 聚 了高电压 大 电流 晶 闸管 制造技术 和大规模 集成 电路微细加 工手段 二者 的精华， 表现 出很好 的综合 性 能， 多人 仍难 以相信 这种器 件在 大功 率领域 中 的生命 力 。现 在， 许 跨世 纪的 ＩＢ Ｇ Ｔ显示 了 巨大 的进 展， 形成 了一 个新 的器 件应 用 平 台。 ３构成 及 原理 本调 速器主 要 由四部分组 成 ：ｉ直流输 入及 滤波 电路， ２ＩＢ 主控 斩波 （） （） ＧＴ 电路， ） ３ 限流保护 电路 ， ４ 脉 宽调制 电路 。 （） 调速 器主要 工作原 理是 ： 直流 电机通 过ＩＢ ， Ｇ Ｔ 限流 电路与 直流 电源形成 回 路， 脉宽调 制 电路产生 ８ ０ｔ ０ ０ｚ的脉冲 频率来 控 制 ＩＢ ｉ Ｇ Ｔ的导通 与关断 的时 间， 即调整 脉冲宽 度 的占空 比， 冲宽度 越 宽在 电机上所 产 生的 电压越 高， 脉 脉冲宽 度 越窄 ， 电机上 的 电压 越低， 以达到 改变 电机转 速 的 目的 。当电机 发生 过流或 电机 损坏短路 时， 电路会使脉 宽调制 电路产 生 的脉冲 宽度 迅速变 窄或截 止 保护 以可 靠 的保 护 Ｉ Ｂ 。 Ｇ Ｔ ＩＢ 调速 在直 流架线 电机车 上应用 ， 主要技 术参数 ：） ＧＴ 其 １直流架 线２０ 电 ５Ｖ
IGBT并联解决方案
IGBT并联解决方案一、简介IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率半导体器件，广泛应用于高压、高电流的开关电源和变频器等领域。
在一些高功率应用中，为了满足更大的功率需求，需要将多个IGBT器件进行并联，以提高系统的可靠性和效率。
本文将针对IGBT并联解决方案进行详细介绍。
二、需求分析1. 提高系统功率：通过将多个IGBT器件并联，可以增加系统的总功率输出，满足高功率应用的需求。
2. 提高系统可靠性：通过并联多个IGBT器件，可以实现冗余设计，一旦某个器件发生故障，其他器件仍然能够正常工作，从而提高系统的可靠性。
3. 均衡电流分配：在IGBT并联中，需要确保每一个器件承担的电流相对均衡，避免某个器件过载而导致故障。
三、IGBT并联解决方案1. 选用相同规格的IGBT器件：为了保证并联的稳定性和可靠性，需要选用相同规格的IGBT器件，包括电压等级、电流等级和特性参数等。
2. 并联电阻：在IGBT并联中，可以通过并联适当的电阻来实现电流的均衡分配。
根据系统需求和电路设计，选择合适的电阻值和数量，并将其连接在每一个IGBT器件的输出端。
3. 并联电容：为了提高系统的稳定性和抗干扰能力，可以在每一个IGBT器件的输入端并联合适的电容。
电容的选择应基于系统的工作频率和电流要求，以及对噪声和电压波动的抑制效果。
4. 并联电感：在一些高频应用中，可以通过并联适当的电感来提高系统的效率和稳定性。
电感的选择应基于系统的工作频率和电流要求，以及对电流波动和电磁干扰的抑制效果。
5. 控制电路设计：在IGBT并联中，需要设计合适的控制电路，确保每一个器件的开关动作同步和协调。
控制电路应包括适当的触发信号生成、保护功能和反馈控制等。
四、实施步骤1. 确定系统需求：根据应用需求和系统规格，确定所需的功率、电流和电压等级，以及对系统可靠性和稳定性的要求。
2. 选型和采购：根据系统需求，选择合适的IGBT器件、电阻、电容和电感等元件，并进行采购。
IGBT并联解决方案
IGBT并联解决方案引言概述：随着电力电子技术的不断发展，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为一种重要的功率开关器件，被广泛应用于各种电力电子设备中。
然而，单个IGBT的功率限制和可靠性问题限制了其在高功率应用中的应用。
为了解决这些问题，IGBT并联技术应运而生。
本文将详细介绍IGBT并联解决方案的原理、优势和应用。
一、IGBT并联技术的原理1.1 简介IGBT并联技术是将多个IGBT器件连接在一起，通过共享电流和电压来实现高功率应用。
并联技术通过有效地分担功率，提高系统的可靠性和效率。
1.2 功率分配IGBT并联解决方案中，每个IGBT器件都承担部分功率。
功率分配可以通过电流均分或电压均分来实现。
电流均分是指将总电流均匀分配给每个并联IGBT，而电压均分是指将总电压均匀分配给每个并联IGBT。
1.3 控制策略为了确保并联IGBT的正常工作，需要采用合适的控制策略。
常见的控制策略包括电流均分控制、电压均分控制和功率均分控制。
这些控制策略可以根据具体应用的需求来选择，以实现最佳的功率分配和系统性能。
二、IGBT并联技术的优势2.1 提高功率密度IGBT并联技术可以将多个低功率的IGBT器件组合起来，形成高功率的模块。
这样可以大大提高功率密度，减小设备体积，提高系统的集成度。
2.2 提高系统可靠性通过将多个IGBT器件并联，可以实现功率的分担，避免单个器件承担过大的功率。
这样可以提高系统的可靠性，降低单点故障的风险。
2.3 提高系统效率IGBT并联技术可以通过电流均分或电压均分来实现功率分配，使每个IGBT器件工作在较低的功率范围内，从而提高整个系统的效率。
此外，并联技术还可以减小器件的开关损耗和导通损耗，进一步提高系统的效率。
三、IGBT并联技术的应用3.1 电力传输与分配在电力传输与分配系统中，IGBT并联技术可以用于实现高功率的换流器、逆变器和变频器。
这些设备可以有效地控制电力的传输和分配，提高电力系统的稳定性和可靠性。
IGBT并联解决方案
IGBT并联解决方案标题：IGBT并联解决方案引言概述：随着现代电力电子技术的发展，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）在电力转换和控制领域中扮演着重要角色。
然而，单个IGBT的功率限制和热耗散问题限制了其在高功率应用中的应用。
为了解决这些问题，IGBT并联解决方案应运而生。
本文将详细介绍IGBT并联解决方案的五个部分。
一、增强功率容量1.1 提高电流承受能力：通过将多个IGBT并联，可以将电流分摊到每个IGBT 上，从而提高整体功率容量。
这可以通过电流传感器和控制电路来实现，确保每个IGBT承受相同的电流。
1.2 提高电压承受能力：将多个IGBT并联可以增加整体电压承受能力。
通过合理的电压分配和电压传感器，可以确保每个IGBT承受相同的电压，从而提高整体电压容量。
1.3 优化散热设计：IGBT并联解决方案还需要考虑热耗散问题。
通过合理的散热设计，如散热片和风扇的使用，可以有效降低IGBT的温度，提高功率容量。
二、提高系统可靠性2.1 容错能力增强：IGBT并联解决方案可以提高系统的容错能力。
当一个IGBT发生故障时，其他并联的IGBT可以继续工作，确保系统的可靠性。
2.2 动态电流均衡：通过电流传感器和控制电路，可以实现动态电流均衡，确保每个并联IGBT承受相同的电流负载，避免因电流不均衡而引发的故障。
2.3 温度监测和保护：通过温度传感器和保护电路，可以实时监测每个IGBT的温度，并在温度超过安全范围时采取保护措施，避免因温度过高而引发的故障。
三、提高系统效率3.1 降低开关损耗：IGBT并联解决方案可以降低系统的开关损耗。
通过合理的开关序列和控制策略，可以减少开关过程中的能量损耗，提高系统的效率。
3.2 优化电压波形：通过电压传感器和控制电路，可以实时监测和优化电压波形，确保每个IGBT的工作在最佳电压范围，提高系统的效率。
3.3 最小化电流回路：通过合理的电流路径设计，可以减少电流回路的长度和电阻，降低系统的功率损耗，提高效率。
驱动窄脉冲的抑制方法、装置、设备和存储介质[发明专利]
![驱动窄脉冲的抑制方法、装置、设备和存储介质[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/608b3bd1a32d7375a5178097.png)
专利名称：驱动窄脉冲的抑制方法、装置、设备和存储介质专利类型：发明专利
发明人：娄丽丽,索红亮,张洪涛,何永超
申请号：CN202011333203.4
申请日：20201124
公开号：CN112510978A
公开日：
20210316
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种驱动窄脉冲的抑制方法、装置、设备和存储介质，适用于电力电子技术领域，该方法包括：获取目标IGBT主管的驱动脉冲信号；当检测到驱动脉冲信号的跳变沿时，统计驱动脉冲信号从跳变沿开始保持电平不变的信号持续时长；在跳变沿为上升沿的情况下，若信号持续时长大于死区时长并且小于死区时长与抑制时长之和，则复位目标IGBT主管的封脉信号，否则使能目标IGBT主管的封脉信号；当检测到逐波限流故障时，若目标IGBT主管的封脉信号使能，则封锁目标IGBT主管并在经过死区时长后封锁目标IGBT辅管，否则不响应逐波限流故障。
采用本发明可以提高IGBT运行的可靠性。
申请人：廊坊英博电气有限公司,北京英博电气股份有限公司
地址：065000 河北省廊坊市开发区荷花道68号
国籍：CN
代理机构：石家庄国为知识产权事务所
代理人：付晓娣
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模块五IGBT变频器PWM控制
3、典型交-直-交变频器主电路
（1）交－直－交电压型PWM变频电路
电路采用二极管构成整流器，完成交流到直流的变换，其输出直流电压Ud是不可控 的；中间直流环节用大电容C滤波；电力晶体管V1～V6构成PWM逆变器，完成直流 到交流的变换，并能实现输出频率和电压的同时调节，VD1～VD6是电压型逆变器 所需的反馈二极管。
在变频器驱动电机，中频和开关电源以及要求快速、低损耗 的领域，IGBT有着主导地位。
1、IGBT的结构
IGBT是一种三端器件：栅极G、集电极C和发射极E。
简化等效电路表明， IGBT为MOSFET与GTR的组合。GTR与 MOSFET组成的达林顿结构，相当于一个由MOSFET驱动的厚 基区PNP晶体管。
特点：在这类装置中，用不控整流，则输入功率因数不变；用
（PWM）逆变，则输出谐波可以减小。PWM逆变器需要全控型电力 半导体器件，其输出谐波减少的程度取决于PWM的开关频率，而开 关频率则受器件开关时间的限制。采用绝缘双极型晶体管IGBT时， 开关频率可达10kHz以上，输出波形已经非常逼近正弦波，因而又称 为SPWM逆变器，成为当前最有发展前途的一种装置形式。
IGBT
IGBT的开关速度低于功率MOSFET，却明显高于GTR；IGBT的通态压 降同GTR相近，但比功率MOSFET低得多；IGBT的电流、电压等级与 GTR接近，而比功率MOSFET高。目前，其研制水平已达4500V/1000A。 由于IGBT具有上述特点，在中等功率容量(600V以上)的UPS、开关电 源及交流电机控制用PWM逆变器中，IGBT已逐步替代GTR成为核心元 件。另外，IR公司已设计出开关频率高达150kHz的WARP系列400～ 600VIGBT，其开关特性与功率MOSFET接近，而导通损耗却比功率 MOSFET低得多。该系列IGBT有望在高频150kHz整流器中取代功率 MOSFET，并大大降低开关损耗。
变频器 窄脉冲补偿 调制 谐波
变频器窄脉冲补偿调制谐波1. 引言变频器是一种电力调节设备，用于控制交流电动机的转速和扭矩。
在工业生产中，变频器被广泛应用于各种机械设备，如风机、水泵、压缩机等。
本文将围绕着变频器的窄脉冲补偿、调制和谐波进行详细介绍。
2. 变频器的基本原理变频器通过改变输入电源的频率和电压来控制交流电动机的转速。
其基本原理是将输入的交流电源转换为直流电源，再通过逆变器将直流电源转换为可控的交流电源。
具体来说，变频器由整流单元、滤波单元和逆变单元组成。
整流单元将输入的交流电源转换为直流电源，并通过滤波单元消除直流侧的脉动。
逆变单元则将直流侧的电压和频率转换为可控制的交流输出。
3. 窄脉冲补偿在某些应用中，窄脉冲信号可能会对设备产生不良影响。
为了减少这种影响，变频器通常会进行窄脉冲补偿。
窄脉冲补偿的原理是通过在逆变器输出端加入补偿电路，将窄脉冲信号转换为宽脉冲信号。
这样可以有效减少对设备的干扰，提高设备的稳定性和可靠性。
4. 调制变频器的调制技术是指通过改变逆变器输出波形的方式来控制交流电动机的转速和扭矩。
常见的调制技术有PWM（脉宽调制）和SPWM（正弦波脉宽调制）两种。
PWM调制是将一个周期内的时间分成若干个等分，根据输入信号的幅值来控制每个等分中是否输出电压。
SPWM调制则是根据输入信号的幅值来控制逆变器输出波形的频率和相位，使其尽可能接近所需输出波形。
通过调制技术，可以实现对交流电动机转速和扭矩的精确控制，并且具有良好的动态响应特性。
5. 谐波在变频器工作过程中，由于非线性元件存在，会产生谐波。
谐波是指频率为整数倍于基波频率的波动成分。
谐波对电网和设备的影响是不可忽视的。
它会导致电网中电压和电流的失真，产生额外的能量损耗，并且可能对其他设备造成干扰。
为了减少谐波的影响，变频器通常会采用滤波器来抑制谐波。
常见的滤波器包括无源滤波器和有源滤波器。
无源滤波器通过阻抗匹配来抑制谐波，而有源滤波器则通过控制逆变器输出来消除谐波。
变频器 窄脉冲补偿 调制 谐波
变频器窄脉冲补偿调制谐波变频器（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种用于调节电机转速的设备。
它通过改变电源的频率和电压，控制电机的转速，从而实现对电机运行状态的精确控制。
窄脉冲补偿是VFD中的一种技术，用于解决高频调制下的脉冲幅值衰减问题。
在高频调制中，由于瞬时的开关操作导致脉冲幅值的损失，会造成电机输出功率的降低。
窄脉冲补偿技术通过增加的窄脉冲的数量和频度，来补偿脉冲幅值的损失，提高电机的输出功率。
调制是指在变频器中，将直流电转换为交流电的过程。
调制决定了变频器输出的波形和频率。
目前常用的调制方式有PWM（脉冲宽度调制）和SPWM（正弦波脉宽调制）两种。
PWM调制方式通过调节脉冲的宽度来控制输出电压的大小，而SPWM调制方式则通过调节脉冲的频率和宽度来产生接近正弦波形的输出。
谐波是指在电力系统中，频率是基波频率整数倍的电压或电流成分。
在变频器应用中，电力电子开关器件的非线性产生谐波。
这些谐波会对电网和其他设备产生影响，如引起电力系统的振荡、对电力设备造成损坏等。
为了减少谐波对电力系统的影响，变频器设计中通常包括谐波滤波器和控制策略，以降低谐波的含量。
变频器在实际应用中有着广泛的用途。
首先，它可以实现对电机转速的精确调节，满足不同工况下的需求。
其次，通过实时监测和反馈控制，可以提高电机的效率和性能，降低能源消耗。
此外，变频器还具有启动平稳、速度可调、提高生产效率等优点。
变频器的应用也存在一些挑战和风险。
首先，由于变频器中存在高频调制和开关操作，会产生电磁干扰和谐波。
这需要采取相应的措施，如滤波器和屏蔽措施，来减少干扰和谐波对其他设备的影响。
其次，变频器的设计和调试需要一定的专业知识和技能，不当的使用可能会导致电机损坏或意外情况发生。
综上所述，变频器作为一种用于调节电机转速的设备，通过窄脉冲补偿、调制和谐波控制等技术，实现了对电机运行状态的精确控制。
它在工业生产中具有重要的应用价值，但同时也需要注意解决电磁干扰、谐波及安全等问题，以确保其可靠运行和使用。
concept的IGBT驱动板原理解读解析
板子的解读a、有电气接口，即插即用，适用于17mm双管IGBT模块b、基于SCALE-2芯片组双通道驱动器命名规则：工作框图MOD（模式选择）MOD输入，可以选择工作模式直接模式如果MOD输入没有连接（悬空），或连接到VCC，选择直接模式，死区时间由控制器设定。
该模式下，两个通道之间没有相互依赖关系。
输入INA直接影响通道1，输入INB 直接影响通道2。
在输入（INA或INB）的高电位，总是导致相应IGBT的导通。
每个IGBT 接收各自的驱动信号。
半桥模式如果MOD输入是低电位（连接到GND），就选择了半桥模式。
死区时间由驱动器内部设定，该模式下死区时间Td为3us。
输入INA和INB具有以下功能：当INB作为使能输入时，INA是驱动信号输入。
当输入INB是低电位，两个通道都闭锁。
如果INB电位变高，两个通道都使能，而且跟随输入INA的信号。
在INA由低变高时，通道2立即关断，1个死区时间后，通道1导通。
只有在控制电路产生死区时间的情况下，才能选择该模式，死区时间由电阻设定。
典型值和经验公式：Rm(kΩ)=33*Td(us)+56.4 范围：0.5us<Td<3.8us，73kΩ<Rm<182kΩ注意：半桥上的2个开关同步或重叠时候，会短路DC link。
INA，INB（通道驱动输入，例如PWM）它们安全的识别整个逻辑电位3.3V-15V范围内的信号。
它们具有内置的4.7k下拉电阻，及施密特触发特性（见给定IGBT的专用参数表/3/）。
INA或INB的输入信号任意处于临界值时，可以触发1个输入跃变。
跳变电平设置：SCALE-2输入信号的跳变电平比较低，可以在输入侧配置电阻分压网络，相当于提升了输入侧的跳变门槛，因此更难响应噪声。
SCALE-2驱动器的信号传输延迟极短，通常小于90ns。
其中包括35ns的窄脉冲抑制时间。
这样可以避免可能存在的EMI问题导致的门极误触发。
不建议直接将RC网络应用于INA或INB，因为传输延迟的抖动会显著升高。
IGBT窄脉冲现象的原因
IGBT窄脉冲现象的原因什么是窄脉冲现象（IGBT）作为一种功率开关，从门级（信号）到器件开关过程需要一定反应时间，就像生活中开关门太快容易挤压手一样，过短的开通脉冲可能会引起过高的电压尖峰或者高频震荡问题。
这种现象随着IGBT被高频PWM调制信号驱动时，时常会无奈发生，占空比越小越容易输出窄脉冲，且IGBT反并联续流（二极管）FWD在硬开关续流时反向恢复特性也会变快。
以1700V/1000A IGBT4 E4来看，规格书中在结温Tvj.op=150℃时，开关时间tdon=0.6us,tr=0.12us和tdoff=1.3us, tf=0.59us，窄脉冲宽度不能小于规格书开关时间之和。
窄脉冲现象的原因从（半导体）基本原理上看，窄脉冲现象产生的主要原因是由于IGBT 或FWD刚开始开通时，不会立即充满载流子，当在载流子扩散时关断IGBT或二极管芯片，与载流子完全充满后关断相比，di/dt 可能会增加。
相应地在换流杂散电感下会产生更高的IGBT关断过电压，也可能会引起二极管反向恢复（电流）突变，进而引起snap-off 现象。
但该现象与IGBT和FWD（芯片技术）、器件电压和电流都紧密相关。
先要从经典的双脉冲示意图出发，下图为IGBT门极驱动电压、电流和电压的开关逻辑，从IGBT的驱动逻辑看，可以分为窄脉冲关断时间toff，实际是对应二极管FWD的正向导通时间ton，其对反向恢复峰值电流、恢复速度都有很大影响，反向恢复最大峰值功率不能超过FWD SOA的限制；和窄脉冲开通时间ton，这个对IGBT关断过程影响比较大，主要是IGBT关断电压尖峰和电流拖尾振荡。
图：驱动双脉冲实际应用中那最小脉冲宽度限制是多少比较合理查阅（资料）一些经验：1、脉冲宽度ton对IGBT关断小电流（大约1/10*Ic）时影响较小，实际可以忽略。
2、IGBT关断大电流时候对脉冲宽度ton有一定依赖性，ton越小电压尖峰V越高，且关断电流拖尾会突变，发生高频振荡。
IGBT模块损坏的原因分析和故障处理方式
IGBT模块损坏的原因分析和故障处理方式IGBT在使用过程中，经常受到容性或感性负载、过负荷甚至负载短路的冲击等，可能导致IGBT损坏。
IGBT在使用时损坏的原因主要有以下几种情况：(1)过电流损坏；1)擎锁定效应。
IGBT为复合器件，其内有一个寄生晶体管，在规定的漏极电流范围内，NPN的正偏压不足以使NPN 晶体管导通，当漏极电流大到一定程度时，这个正偏压足以使NPN 晶体管开通，进而使NPN或PNP 晶体管处于饱和状态，于是寄生晶体管开通，栅极失去了控制作用，便发生了锁定效应。
IGBT发生锁定效应后，集电极电流过大造成了过高的功耗而导致器件的损坏。
2)长时间过流运行。
IGBT模块长时间过流运行是指IGBT的运行指标达到或超出RBSOA（反偏安全工作区）所限定的电流安全边界（如选型失误，安全系数偏小等），出现这种情况时电路必须能在电流到达RBSOA 限定边界前立即关断器件，才能达到保护器件的目的；3)短路超时(> 10Ps)。
短路超时是指IGBT所承受的电流值达到或超出SCSOA（短路安全工作区）所限定的最大边界，比如4 -5倍额定电流时，必须在10μs之内关断IGBT，如果此时IGBT所承受的最大电压也超过器件标称值，IGBT必须在更短时间内被关断。
(2)过电压损坏和静电损坏IGBT在关断时，由于逆变电路中存在电感成分，关断瞬间产生尖峰电压，如果尖峰电压超过IGBT 器件的最高峰值电压，将造成IGBT 击穿损坏。
IGBT过电压损坏可分为集电极—栅极过电压、栅极—发射极过电压、高dv/dt过电压等，大多数的过电压保护电路设计都比较完善，但是对于由高dv/dt所致的过电压故障，在设计上都是采用无感电容或者RCD结构吸收电路，由于吸收电路设计的吸收容量不够，而造成IGBT损坏，对此可采用电压钳位，在集电极—栅极两端并接齐纳二极管，采用栅极电压动态控制，当集电极电压瞬间超过齐纳二极管的钳位电压时，超出的电压将叠加在栅极上（米勒效应起作用），避免了IGBT因受集电极—发射极过电压而损坏。
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１ 引 言
太 阳能 发 电、风 力 发 电受 环 境 条 件 影 响 很 大 。 产 生 的 电能 不 能直 接 输 送 到 电 网 ，而 光 伏 逆 变 器 、 风 能 逆 变 器 的 出现 完 美 的解 决 了此 问题 。大 功 率 ＩＧＢＴ模 块 作 为 光 伏 逆 变 器 、风 能逆 变 器 的 电 能 转 换 的关 键 器 件 。其 工 作 性 能 的 安 全 性 和 可 靠 性 直 接 关 系 到 整 个 逆 变 器 运 行 的 可靠 性 。ＩＧＢＴ驱 动 窄 脉 冲 是 引起 ＩＧＢＴ模 块 失 效 的一 个 重 要 因素 。在 此 论 述 了窄 脉 冲 产 生 原 因 并 给 出 了软 件 限制 窄 脉 冲 算 法 ，最 后 通 过 实 验 验 证 了 限制 算 法 的可 行 性 。
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｆ ａ ｎａｒｒｏｗ—ｐｕｌｓｅ ａｐｐｅａｒｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ＩＧＢＴ ｍｏｄｕｌｅ ｉｓ ｒｕｎｎｉｎｇ，ｔｈｅ ｍ ｏｄｕｌｅ ｍ ｕｓｔ ｂｅ ｉｍｐａｃｔｅｄ，ｏｒ ｅｖｅｎ ｄａｍａｇｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｔ ｈ ｅ ＩＧＢＴ ｏｒ ｔｈ ｅ ｂｏｄｙ ｄｉｏｄｅ ｃｕｔ ｏｆ ａｇａｉｎ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｏｐｅｎ．Ｄｕｒｉｎｇ ｔ ｈ ｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｄｉ／ｄｔ ｉｓ ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｉｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＩＧＢＴ ｏｒ ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｄｉｏｄｅ ｃｕｔ ｏｆ ａｇａｉｎ ａｆｔｅｒ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｏｐｅｎ．Ｗ ｈｉｌｅ ｆｏｒ ｔｈ ｅ ｂｏｄｙ ｄｉｏｄｅ，ｉｔ ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ａ ｇｒｅａｔ ｄｕ／ｄｔ ａｎｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅ ｏｆ ＦＦ１０００Ｒ １７ＩＰ４，ｆｒｏｍ Ｉｎｆｉ－ ｎｅｏｎ ｃｏｍｐａｎｙ，ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｎａｒｒｏｗ－ｐｕｌｓｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄ ａ ｗａｙ ｔｏ ｌｉｍｉｔ ｎａｒｒｏｗ—ｐｕｌｓｅ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋ ｅｙｗ ｏｒｄｓ：ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ； ｎａｌＴｏｗ—ｐｕｌｓｅ； ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔ ｈ ｍ ｏｄｕｌａｔｉｏｎ
中 图分 类 号 ：ＴＮ８
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１０００—１００Ｘ（２０１５）０２—００４７— Ｎａｒｒｏｗ．ｐｕｌｓｅ
ＴＡＯ Ｃａｎ—ｈｕｉ，Ｗ Ｕ Ｗ ｅｎ—ｔｉｎｇ，ＸＵ Ｍｅｎｇ—ｍｅｎｇ，ＤＩＮＧ Ｌｉ （Ｃｈｉｎａ Ｓｈｉｐ Ｓｃｉｅｎｔｉ ｆｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｗｕｘｉ ２１４０００，Ｃｈｉｎａ ）
摘 要 ：绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 （ＩＧＢＴ）模 块 在 运 行 过 程 中 ，若 出 现 窄 脉 冲 ，会 对 ＩＧＢＴ造 成 较 大 影 响 ，甚 至 损 坏 。主 要 是
因 为 内部 ＩＧＢＴ或 体二 极管 单元在 未完 全开 通情 况下 又重 新关 断 ，这 一过 程产 生 的 ｄｉ／ｄｔ要 比正常完 全开通 再
关 断的情况 大很 多 ，从而 对于 ＩＧＢＴ单元会 产生 很大 的关断 电压尖 峰 ，而 对于 体二 极管单 元而 言 ，会产 生很 大 的
ｄｕ／ｄｔ和振 荡 。在 此 以模 块 ＦＦ１０００Ｒ１７ＩＰ４为例 ，分析 了 出现 窄脉冲 的原 因 ，然后给 出 了限制 窄脉 冲的方法 。
关 键词 ：绝 缘栅 双极 晶体 管 ；窄脉冲 ；脉 宽调 制
第 ４９卷 第 ２期 ２０１５年 ２月
电力 电子 技 术 Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖｏ１．４９，Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１５
ＩＧＢＴ模块 窄脉 冲解决 方案
陶灿 辉 ，吴 文婷 ，徐 萌 萌 ，丁 力 （中 国 船 舶 科 学 研 究 中心 ，江 苏 无 锡 ２１４０００）
２ 窄 脉 冲 产 生 原 因
ＩＧＢＴ模 块 的 窄 脉 冲 分 为 两 种 情 况 。一 种 是 ＩＧＢＴ单 元 驱 动 发 生 窄 脉 冲 ：另 一 种 是 体 二 极 管 出 现 窄 脉 冲 。这 两 种 均 为 器 件 未 完 全 开通 时 又 发 生 关 断 的行 为 。图 １为 半 桥 模 式 驱 动 示 意 图 ，为 了防 止 桥 臂 直 通 ，需要 在 上 下 管 切 换 过 程 中加 入 死 区 时 间 。这 里 以低 电平 有 效 ，下 降沿 加 死 区 为例 。
以大 功 率 逆 变 器 为 例 ．死 区 时 间一 般 设 置 为
定 稿 日期 ：２０１４—０４—３０ 作 者 简 介 ：陶 灿 辉 （１９８４一），男 ，安 徽 安 庆 人 ，硕 士 ，工 程 师 。研 究 方 向 为 电 力 电 子 。
４ ｓ左 右 。 由 图 １可 见 ，在 ＞０和 ＜Ｏ两 种 情 况 下 ，体 二 极 管 由于 死 区 的存 在 。导 通 时 间至 少 为 两 个 死 区 时 间 ，即 ８个 ｓ，不 会 出 现 窄 脉 冲 导 通 的 情 况 。 而 在 ＞Ｏ时 ，若 图 １中 ｔｌ￣ｔ 时 间 为 一 大 于 零 的 较 小 值 ，则 ＩＧＢＴ单 元 在 ｔ２￣ｔ 时 间会 发 生 窄 脉 冲 导 通 的 情 况 ；同 样 的在 ．＜０时 ，下 管 ｖ：在 深 色 灰 度 区域 也 会 出现 相 同 的情 况 。
。
拉ｉ ｉＬ嚣一 藿曩
另外 ，若 ＩＧＢＴ模 块运 行 在 浅色 灰 度 区域 时 ｉ 在 过 零 时会 出现 断 续 ，使 得 ｉ。 的 方 向不 确 定 ，从 而 这 一 区 域 ＶＤ。和 ＶＤ 均 可 能 导 通 。 若 出现 ＶＤ ＶＤ： Ｖ 或 ＶＤ２＿＋ＶＤ Ｖ 时 ，二极管 同样会 出现 窄脉 冲 导通 的情 况 。值 得 指 出的 是 ，由于这 种 情 况 发 生在 电流 过 零 时 ，因 此 二 极 管 发 生 窄 脉 冲 现 象 时流 过 二 极 管 的 电流 很 小 。