基于1SDl548AI的IGBT驱动器设计

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IGBT器件“一条龙”应用计划申报要求

IGBT器件“一条龙”应用计划申报要求

IGBT器件“一条龙”应用计划申报要求一、产业链构成瞄准智能电网、轨道交通和新能源汽车行业等终端用户,以产业链上下游供需能力为基础,应用为导向,针对关键环节重点基础产品、工艺,推动相关重点项目建设和技术突破,形成上下游产业对接的“一条龙”应用示范链条,解决我国能源交换与传输技术的瓶颈。

同时,按照“以我为主、兼收并蓄”的原则,推进产学研用国际化协同创新,深化产业链协作。

关键产业链条环节二、目标和任务(一)上游材料1.电力电子器件及功率模块(大功率IGBT)封装用DBC基板─高纯无氧铜箔。

(1)环节描述及任务。

开发出符合使用要求的DBC用高纯无氧铜箔产品,支撑我国功率集成电路与大功率器件产业发展。

(2)具体目标。

电力电子器件及功率模块(大功率IGBT)封装用DBC基板─高纯无氧铜箔。

化学成分:全元素分析(GDMS法)杂质元素(不含气体元素)≤10ppm,O含量≤5ppm;显微组织:平均晶粒尺寸≤70μm,960℃下10分钟退火平均晶粒尺寸≤100μm;抗拉强度:330~370MPa;硬度HV1:105~120;导电率(%IACS):101;铜箔厚度:0.1~0.7mm;铜箔表面粗糙度:≤0.4μm。

2.电力电子器件用平板全压接陶瓷结构件。

(1)环节描述及任务。

实现平板全压接多台架精密陶瓷结构件产业化生产能力,满足用于柔性高压直流输电、轨道交通IGBT的需求。

(2)具体目标。

平板全压接多台架精密陶瓷结构件:直径≥125mm,耐压≥12kV,绝缘电阻≥15MΩ,平整度≤0.005mm,平行度≤0.03mm,粗糙度Ra≤0.5µm,漏率≤1×10-9Pam3/s,抗拉力≥12kN。

(二)IGBT设计、芯片制造、模块生产及IDM1.智能电网基础支撑技术用柔性高压直流输电高电压、大电流IGBT器件(1)环节描述及任务。

实现压接型定制化超大功率IGBT关键技术,并完成验证工作。

具体包括:不同类型柔性直流输电装备与压接型定制化超大功率IGBT联合仿真与协同优化设计技术;超大功率IGBT封装并联均流控制及多物理场分析,高电压串联用驱动保护与封装一体化及电磁兼容技术,压接型封装绝缘体系;压接型定制化超大功率IGBT测试技术和可靠性技术;压接型定制化超大功率IGBT在直流断路器和柔性直流换流阀中应用验证。

双连杆柔性机械臂振动主动控制与实验

双连杆柔性机械臂振动主动控制与实验

! 国家自然科学基金资助项目 %=%CC=%"$"=%%C=%B%&(中央高校基本科研业务费资助项目%#$%BOS%<& 收 稿 日 期 ##$%CA$=A#&(修 回 日 期 ##$%CA$BA##
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基于UC2844的IGBT驱动电路设计

基于UC2844的IGBT驱动电路设计
收稿日期:2018-05-14 基 金 项 目:西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 2017年 度 立 项 课 题 (XTZY17G06) 作者简介:王博(1983),男,陕 西 蒲 城 人,硕 士,讲 师,研 究 方 向 为逆变技术、电源变换技术等。Email:19wangbo@163.com.
为使 IGBT可靠导通与关断,IGBT驱动电路需
要提供 +15V的电压使其导通,-10V的电压使其 关断。功率侧正、负电源的产生采用正激式变换器 实现,其 主 要 组 成 有:原 边 推 挽 电 路、变 压 器、PWM 控制器、副边倍压整流电路等[5,7,10]。 2.1 电源控制电路
驱动电源设计中,UC2844控制器为 PWM发生 器。UC2844为一款高性能固定频率电流模式控制 器,可满足基本的 DC-DC变换控制,实现外围元件 最少的解决方案。该集成电路大多数半导体商均有 匹配产品,图 1为 UC2844控制器内部结构,有误差 放大器、PWM比较器、PWM锁存器、振荡器、内部基 准电压与欠压锁定单元、大电流图腾柱输出等,是驱 动 MOSFET的理想器件[2,8-9]。
·42·
工业仪表与自动化装置 2019年第 1期
基于 UC2844的 IGBT驱动电路设计
王 博
(西安铁路职业技术学院,西安 710014) 摘要:为解决中小功率容量的 IGBT驱动问题,设计出以 UC2844为核心控制器的驱动电路,包 括驱动所需的隔离电源控制电路与功率电路、PWM 信号处理等。对隔 离电源的控制 器应用方法、 功率电路的关键器件设计及信号处理电路给出了详细解决方案,并通过计算机仿真验证其可行性。 实验结果表明,设计方案满足中小型 IGBT驱动的一般需求。
关键词:绝缘栅双极型晶体管;驱动电路;隔离电源;UC2844 中图分类号:TN306 文献标识码:A 文章编号:1000-0682(2019)01-0042-04

IGBT驱动有源钳位电路的研究

IGBT驱动有源钳位电路的研究
T h e r e f o r e,l o n g t i me c o n d u c t i o n s a n d  ̄e q u e n t a c t i o n s o f t h e a c t i v e c l a mp i n g c i r c u i t l e a d t o e x t r e me l y h i g h s wi t c h i n g l o s s o f t h e I GB T,wh i c h i mp e i r l s t h e e f ic f i e n c y a n d s a f e t y o f t h e s y s t e m. An o p t i mi z e d a c t i v e c l a mp c i r c u i t i s p r o p o s e d,
证 实 了所 提 出的 开 关模 型 和 损 耗 模 型 的 正确 性
关键词 : 绝缘栅双极晶体管; 关 断 暂 态分 析 ; 损耗 分析 ; P s p i c e仿 真
Re s e a r c h o n Ac t i v e Cl a mp i n g Ci r c u i t o f I GBT Dr i v e r
K A N G J i n — s o n g , S O N G L o n g - j u n
( De p a r t me n t o f E l e c t i r c a l E n g i n e e r i n g ,S c h o o l o f E l e c t r o n i c a n d I n f o r ma t i o n E n g i n e e i r n g ,
w h i c h i s b a s e d o n t h e t r a d i t i o n a l mo d e l o f t h e a c t i v e c l a mp c i r c u i t a n a l y s i s . Th e t r a n s i e n t s wi t c h i n g p r o c e s s o f t wo a c t i v e c l a mp c i r c u i t s i s c o mp a r e d t o e s t a b l i s h t h e c o r r e s p o n d i n g l o s s a n a l y s i s mo d e l a n d c a l c u l a t e t h e l o s s e s o f t w o c i r c u i t s . P s p i c e i s u s e d t o s i mu l a t e he t s w i t c h i n g p r o c e s s a n d a n a l y z e t h e l o s s e s . T h e p r o p o s e d s wi t c h i n g mo d e l a n d l o s s a n a l y s i s mo d e l a r e v a l i d a t e d b y t h e s i mu l a t i o n r e s u l t s .

一种高电压igbt高可靠性动态驱动电路

一种高电压igbt高可靠性动态驱动电路

电力系统2020.2 电力系统装备丨35Electric System2020年第2期2020 No.2电力系统装备Electric Power System Equipment程施工中,加强全过程机械化施工技术的应用,使得机械化施工技术能够充分发挥其优势,提高施工的整体质量。

参考文献[1] 王浩.高压输电线路全过程机械化施工技术应用与探讨[J].机电信息,2019(29):90-91.1 引言IGBT 功率模块具有开关速度快、饱和压降小、能承受高电压和大电流、驱动功率小、控制电路简单等优势,在大功率电力电子装置中应用越来越广。

对其失效机理、故障诊断、预报和状态监测、健康管理的研究也越来越深入,涉及面包括封装技术、键合线的连接技术和电力电子系统容错控制技术等,其中对工作过程中的状态监测和控制尤为重要。

大功率IGBT 模块承受电压高,通过电流大,动态变化快,除了设计合适的驱动电路,保证其工作状态之外,还需要对工作状态进行实时监测和调整,进行动态驱动,以保证其在各种条件下都能够工作,所承受的应力较小,才能保证其健康工作,提高可靠性。

随着电子技术的发展,一种基于门极动态控制(Dynamic Gate Control ,DGC )理念的智能化、高可靠性动态驱动电路开始得到应用。

该电路由瑞典CT-Concept 公司基于SCALE 内核开发,适用于1200~6500 V 、400~1200 A 等级的高电压IGBT 驱动。

2 IGBT 功率模块的驱动要求IGBT 驱动电路需要满足以下条件:(1)保护电路反应速度快;(2)抗过载保护可靠;(3)大开关频率下动态损耗低;(4)电磁辐射水平低。

IGBT 功率模块可以在较高的开关频率上工作,为了提高变换器的效率,需要将IGBT 模块中的动态损耗降低到最低。

但是,变换器功率越高,就越难满足这个要求。

随着IGBT 功率的增大、外壳尺寸增大、并联的芯片数量增多、门极寄生电容和开关电路中的分布电感增大,使得IGBT 模块的开关速度受到限制。

基于SOI工艺的高压LED驱动设计

基于SOI工艺的高压LED驱动设计
A s a t I r e t e p n h p l a o f E r e it hg —o a erg n h ic no — s l o ( O )tc n l y w su e . b t c : n o r o x a d t a pi t n o D di r n i v l g e i ,tes io —n i u tr S I e h o g a sd r d e c i L v o h t o l n a o
诸 剑 慧 , 乐年 , 何 林 玲
( 江大学 超 大规模 集成 电路 设计研 究 所 , 江 杭州 3 0 2 ) 浙 浙 1 0 7
摘要 : 了解决 L D驱动芯片 因耐压低而在高压领域应用受 限制 的问题 , 绝缘体上硅( O ) 术应用到 L D驱 动的设计 中, 计 为 E 将 S 1技 E 设
中 图 分 类 号 :N 3 T 43 文献 标 志码 : A 文章 编 号 :0 1— 5 1 2 1 )8—12 0 10 4 5 (0 10 0 8— 5
Hi h- o t g g v la e LED i e a e n S r c s drv r b s d o OI p o e s
Ba kn l ig模块 )来 防止 比较 器 的误 翻转 。它 的 原理 是 n 在 M0管 开启 后 的一段 时 间 内, C 1 C 2接收 让 MP 和 MP
图 l 传统 的 L M S结构 D O
11 传 统 的 L . DMoS
L MO D S即为 横 向双扩 散 晶体管 。传 统 的 S I D O — L MO S多 为横 向耐 压 , 结 构 如 图 1所 示 J 其 。制 作 时 ,
了一款基于 S I O 工艺 的高压 L D驱动芯片 。首先提 出了该驱 动的系统框 图 , E 并介 绍 了其工作 原理 , 然后对各 重要模块进行 了详 细 的介绍。该 L D驱 动输 入电压范围为 4 6 5V, E 0V~ 2 采用峰值 电流模式控制 , 并提供线性与脉宽调制 ( WM )两种调 光方式 , 据 P 根 不同应用 , 外接 的 L D灯可达十几至上百个不等 。采用 X A m S l 艺 , E F B l O 工 并使用 C d ne的 S et a ec pc e系列 软件进行 了仿 真。仿 r 真与测 试结 果验证了该驱动的 良好性能。该设计对基于 S I O 工艺的高压电源管理芯片的设 计具有指导意义。 关键词 : 绝缘体上硅 ;高压 ; E L D驱动 ; 峰值 电流模式 ; 脉宽调制

大功率IGBT驱动技术

大功率IGBT驱动技术

大功率IGBT驱动技术1 引言电力电子技术在当今急需节能降耗的工业领域里起到了不可替代的作用;而IGBT在诸如变频器、大功率开关电源等电力电子技术的能量变换与管理应用中,越来越成为各种主回路的首选功率开关器件,因此如何安全可靠地驱动IGBT工作,也成为越来越多的设计工程师面临需要解决的课题。

在使用IGBT构成的各种主回路之中,大功率IGBT驱动保护电路起到弱电控制强电的终端界面(接口)作用。

因其重要性,所以可以将该电路看成是一个相对独立的“子系统”来研究、开发及设计。

大功率IGBT驱动保护电路一直伴随IGBT技术的发展而发展,现在市场上流行着很多种类非常成熟的大功率IGBT驱动保护电路专用产品,成为大多数设计工程师的首选;也有许多的工程师根据其电路的特殊要求,自行研制出各种专用的大功率IGBT驱动保护电路。

本文对这些大功率IGBT驱动保护电路进行分类,并对该电路需要达到的一些功能进行阐述,最后展望此电路的发展。

此外本文所述大功率IGBT驱动保护电路是指应用于直流母线电压在650V~1000V范围、输出电流的交流有效值在100A~600A范围的场合。

2 大功率IGBT驱动保护电路的分类按照大功率IGBT驱动保护电路能够完成的功能来分类,可以将大功率IGBT 驱动保护电路分为以下三种类型:单一功能型、多功能型、全功能型。

2.1 单一功能型单一功能型的大功率IGBT驱动保护电路一般是由光耦和功率缓冲器构成,如hcpl-3150 等,如图1所示。

它将普通控制信号的ttl/cmos输入电平信号转变为正负十几伏的IGBT门极驱动输出电平,正负电平的幅值取决于隔离电源图1 hcpl-3150原理框图及引脚示意图工程师进行设计时可将它配上隔离电源电路、死区控制电路、逻辑处理电路、门极驱动电阻等,就可直接驱动IGBT,形成最简单的大功率IGBT驱动保护电路;也可以自己配上一些外围电路形成多功能型驱动器。

单一功能型的大功率IGBT驱动保护电路的最大优点是应用灵活、成本较低。

具有有源电压钳位功能的电动汽车IGBT驱动电路设计与研究

具有有源电压钳位功能的电动汽车IGBT驱动电路设计与研究

具有有源电压钳位功能的电动汽车IGBT驱动电路设计与研究Design and research of IGBT drive circuit with active voltage clamping for Electric Vehicles荣睿英飞凌集成电路(北京)有限公司何耀华英飞凌科技(中国)有限公司北京经济技术开发区荣华中路10号亦城国际A座20层100176rui.rong@关键词:有源电压钳位,电动汽车,门极驱动电路,IGBT短路保护,电压尖峰抑制摘要:由于电动汽车及混合动力机车的电池工作电压范围较大,在刹车能量回收、发电机发电、短路保护等工况下,防止IGBT产生过压失效成为一个必须深入研究的课题。

有源电压钳位功能作为防止IGBT过压失效的有效手段开始有所应用,本文对几种有源电压钳位的具体方式和效果进行分析,基于英飞凌汽车级IGBT Hybridpack2及汽车级驱动芯片1ED020I12FA设计具体驱动电路,给出相关的测试结论和实验数据,提出在有源电压钳位在电动汽车IGBT驱动应用中的优化建议。

1引言随着混合动力汽车及电动汽车的日益普及,其驱动系统正在向高电压、大功率方向发展,更大电流更高电压的IGBT模块开始得到应用。

在电机控制器系统设计中,驱动电路设计对系统的稳定性可靠性发挥着至关重要的作用。

1.1抑制关断电压尖峰的必要性为了让电动汽车和混合动力汽车具有更大的最高时速和加速度,需要采用更大功率的电机和更大功率的IGBT模块。

在同样功率情况下,母线电压越高,系统的额定电流越小,系统的损耗也越低,同时还可以减小导线截面积,从而减轻车重。

因此,在系统承受的范围内采用较高的母线电压成为电动汽车开发的方向。

图1:IGBT关断时产生的电压尖峰此外,在刹车能量回收、发电机发电工作等工况下,系统往往工作于超过额定母线电压的工况下。

尤其是为了尽量回收下坡时电动汽车的重力势能,系统往往工作在允许的最高电压状态。

基于模拟开关和OPA548的同步相敏解调电路

基于模拟开关和OPA548的同步相敏解调电路

电 子 器 件
Chinese Journal Of Electron Devices
Vol. 30 No. 5 Oct. 2007
Phase Synchronously Demodulating Circuit Using Analog Switches and OPA548
LI Yong , LI Wei , L I She w ei , L U Yong p ing
根据系统的工作原理自整角发送机的输出信号是一种载波信号调制频率为50hz信号的幅值与输入轴的机械转角成正比信号的相位与轴的机械转向有关与激磁信号或者相同或者相反而永磁低速同步电机的驱动信号则要求是模拟信号方向与自整角发送机转轴的机械转向相同大小与轴的机械转角成正比
第 30 卷 第 5 期 2007 年 10 月
基于模拟开关和 OPA548 的同步相敏解调电路
李 勇, 李 巍, 李社伟, 陆永平
( 哈尔滨工业大学 , 哈尔滨 50001)

要: 采用数控模拟开关 CD4052 构成的同步相敏解调电路具有结构 简单, 控制方便等 特点. 将此同步相 敏解调 电路与 大
功率运放 OP A548 一起应用于永磁低速同步电机角 度随动系统 , 可提高整个系统的 控制精度 , 并且相 对于传统 的角度随动 和 指示系统 , 该系统具有结构简单 , 控制特性好等优点 . 试 验结果证明该方案具有很好的工程实用性 .
2. 4 功率运算放大器 OPA548 OPA548 是一种高电压、 大电流型功率运算放 大器, 具有优良小信号放大性能 , 用其驱动多种负载 非常理想. 该模块可单电源或双电源工作 , 而且内部 具有过温和电流过载保护 , 用户可以根据需要进行 精密的限流设计. 此外 , OPA548 能直接检测负载电 流 , 通过电阻、 电位器或具有数控的具有电流或电压 输出的数模转换 器 DAC 等调整器件 , 可将输出电 流在 0~ 5 A 之间进行调节 . 启动/ 状态 ( E/ S) 可提 供两种功能 , 不仅可以禁止输出实现负载切断, 而且 还能减少静态电流以保存电源能量 . 检验 E/ S 管脚 还可用 于确定 OP A548 是 否处于 过热 保护状 态, OPA548 的实际温度工作 范围为 - 45 ~ + 85 . 此 处 OPA548 的典型接法电路如图 6 所示 , 其中负载 R L 就是永磁低速同步电机的一相绕组. 调节电位器 R 2 阻值的大小就可以方便地调节 输出电压 . 当 OPA548 采用 30 V 双电源供电时 , 输 出能达到 26 V.

一种灵活可靠的IGBT驱动电路设计

一种灵活可靠的IGBT驱动电路设计

电气传动2024年第54卷第1期ELECTRIC DRIVE 2024Vol.54No.1摘要:在当今减碳排放背景下,全控型功率器件IGBT 以优异的性能广泛用于各种变流器中,有效可靠的驱动电路对IGBT 的安全工作至关重要,特别是大功率应用场合。

针对大功率IGBT 应用中对驱动电路灵活可靠的要求,设计了一种基于智能集成光耦驱动器ACPL -332J 的IGBT 驱动保护电路,分析了ACPL -332J 的各项参数,并以ACPL -332J 为核心设计了驱动电路。

以英飞凌FF600R12ME4为应用IGBT ,通过双脉冲试验、短路试验验证了设计电路驱动及保护的有效性。

关键词:智能集成光耦驱动器ACPL -332J ;光耦驱动器;驱动保护电路;灵活可靠中图分类号:TM46文献标识码:ADOI :10.19457/j.1001-2095.dqcd25239A Design of Flexible and Reliable IGBT Driver CircuitHAN Song 1,2,YU Zhiqiang 1,2,WANG Mingyue 1,2,YU Hongze 1,2,JIA Pengfei 1,2(1.Tianjin Research Institute of Electric Science Co.,Ltd.,Tianjin 300180,China ;2.National Engineering Research Center for Electrical Transmission ,Tianjin 300180,China )Abstract:Under the background of carbon emission reduction ,fully controlled power device IGBT is widely used in various of converters with its excellent performance ,effective and reliable drive circuit is crucial to the safe operation of IGBT ,especially for high-power applications.Aiming at the requirement of flexible and reliable of IGBT drive circuit in high-power applications ,an IGBT drive and protection circuit based on intelligent integrated optocoupler driver ACPL-332J was designed ,the parameters of ACPL-332J were analyzed ,and the driving circuit was designed with ACPL-332J as the core.With Infineon FF600R12ME4as the application IGBT ,the effectiveness of the designed drive and protect circuit was verified by double pulse test and short circuit test.Key words:intelligent integrated optocoupler driver ACPL-332J ;optocoupler driver ;drive and protect circuit ;flexible and reliable基金项目:天津电气科学研究院有限公司科研基金(YF2023ZL009)作者简介:韩松(1988—),男,硕士研究生,工程师,Email :一种灵活可靠的IGBT 驱动电路设计韩松1,2,于志强1,2,王明玥1,2,于洪泽1,2,贾鹏飞1,2(1.天津电气科学研究院有限公司,天津300180;2.电气传动国家工程研究中心,天津300180)在节能减排的时代背景下,随着绝缘栅双极型晶体管(IGBT )的制造和应用技术日趋成熟,IGBT 以易于驱动、耐受电应力、热应力高的特点,被广泛应用于中高功率、中低频率变流器中[1]。

IGBT的驱动电路设计

IGBT的驱动电路设计

目录一. 方案论证……………………………………………….1-3二. IGBT驱动电路的原理…………………………………4-5三. 基于EXB 841驱动电路设计…………………………...6-7四. 元件清单 (8)五. 结论 (9)六. 参考书目 (9)一.方案论证绝缘栅双极型晶体管IGBT(InsulatedG ateB ipolarTransistor)是一种由双极晶体管与MOSFET组合的器件,它既具有MOSFET的栅极电压控制快速开关特性,又具有双极晶体管大电流处理能力和低饱和压降的特点,近年来在各种电力变换装置中得到广泛应用。

但是,IGBT的门极驱动电路影响IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路电流能力及dine / d t等参数,决定了IGBT的静态与动态特性。

因此,在使用IGBT时,最重要的工作就是要设计好驱动与保护电路。

典型的IGBT栅极驱动电路一个理想的IGBT 驱动器应具有以下基本性能:(1) 动态驱动能力强,能为IGBT 栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲。

当IGBT 在硬开关方式下工作时,会在开通及关断过程中产生较大的开关损耗。

这个过程越长,开关损耗越大。

器件工作频率较高时,开关损耗甚至会大大超过IGBT 通态损耗,造成管芯温升较高。

这种情况会大大限制IGBT 的开关频率和输出能力,同时对IGBT 的安全工作构成很大威胁。

IGBT 的开关速度与其栅极控制信号的变化速度密切相关。

IGBT 的栅源特性呈非线性电容性质,因此,驱动器须具有足够的瞬时电流吞吐能力,才能使IGBT 栅源电压建立或消失得足够快,从而使开关损耗降至较低的水平。

另一方面,驱动器内阻也不能过小,以免驱动回路的杂散电感与栅极电容形成欠阻尼振荡。

同时,过短的开关时间也会造成主回路过高的电流尖峰,这既对主回路安全不利,也容易在控制电路中造成干扰。

(2)能向IGBT提供适当的正向栅压。

IGBT 导通后的管压降与所加栅源电压有关,在漏源电流一定的情况下, u GS越高, uDS就越低,器件的导通损耗就越小,这有利于充分发挥管子的工作能力。

高精度数控恒流源的设计与实现

高精度数控恒流源的设计与实现

高精度数控恒流源的设计与实现宋林桂【摘要】为了满足可调温无纺布热切割机对恒流源的需求,文章阐述了一种基于单片机的高精度数控恒流源的设计和实现方法.该电源以电流串联负反馈式压控恒流源电路为基础,以AT89S52单片机为控制核实现数字化控制.为实现高精度要求,在数控部分中,要采用12位高精度数字模拟转换器(Digital Analog Converter,DAC)芯片TLV5616控制压控恒流源的输出电流,并利用16位高精度模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)芯片ADS1115测量输出电流.文章采用矩阵键盘设定电流输出值,采用LCD12864液晶屏显示设定的电流和负载两端电压值.测试结果表明,本恒流源在20 ~2000mA输出电流时,输出电流与给定值误差小于5mA.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2016(000)018【总页数】3页(P59-60,76)【关键词】AT89S52;恒流源;ADS1115;TLV5616【作者】宋林桂【作者单位】苏州健雄职业技术学院电气工程学院,江苏太仓215411【正文语种】中文高精度恒流源是一种非常重要的特种电源,在现代科学研究和医疗、工业生产中得到了越来越广泛的应用。

传统的恒流源往往用电位器调节输出电流,其精度较差,且无法实现精确步进。

目前,恒流源已朝着数字化方向发展,多采用模数和数模转换器实现数字化控制,具有高精度、高稳定性等特点[1]。

该系统主要由电源模块、恒流源电路模块、负载模块、单片机最小系统模块、键盘显示模块、ADC电路模块和DAC电路模块、LCD12864液晶显示电路以及4×4矩阵键盘电路构成,系统结构如图1所示。

2.1 电源电路系统中使用到集成运算放大器,集成运算放大器供电使用正负电源。

如图2所示,为了减少系统输出的纹波系数,系统选用±12V变压器把市电降成低压,变压器变压后经过整流滤波得到正直流电源DC+和负直流电源DC-,正电源DC+和负电源DC-为集成运算放大器提供正负电源。

基于M57962AL的IGBT驱动电路

基于M57962AL的IGBT驱动电路

基于M57962AL的IGBT驱动电路作者:肖慧明来源:《科技创新导报》 2011年第19期肖慧明(珠海兴业新能源科技有限公司广东珠海 519060)摘要:IGBT广泛应用在电力电子行业中,市场上也出现了众多IGBT模块的驱动集成电路,有些驱动集成电路还带有短路保护等功能,减少了IGBT驱动电路的设计工作量,方便了IGBT的应用。

本文简要的介绍了一种将日本ISAHAYA株式会社生产的M57962AL作为驱动电路主要器件的IGBT驱动电路。

关键词:IGBT驱动 M57962AL中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0072-01绝缘栅双极型晶体管IGBT是80年代中期问世的一种复合型电力电子器件,从结构上说,相当于一个由MOSFET驱动的厚基区BJT,既有MOSFET的快速响应、高输入阻抗、热稳定性好、驱动电路简单的特性,也具备BJT的电流密度高、通态压降低,耐压高的特性,被广泛的应用于电力电子设备中。

IGBT的开关特性与功率MOSFET基本相同,驱动信号前后沿越陡,IGBT的开关时间就越短。

M57962AL是日本ISAHAYA株式会社生产的一种IGBT驱动集成电路(Hybrid Integrated Circuit For Driving IGBT Modules简称HIC),应用在N沟道IGBT模块的驱动电路中。

M57962AL的输入与输出实现了光电隔离,耐压Viso达到2500Vrms(60s)。

M57962AL具有IGBT 短路保护功能,在发生短路故障时从M57962AL第8管脚输出一个低电平故障信号,同时降低第5管脚输出的驱动电压。

M57962AL开关频率最高可以达到20kHz,tPLH不超过1ms,tPHL不超过1.3ms,tr和tf都不超过1ms,是一个比较理想的高速驱动电路。

M57962AL可驱动600V/1200V 的IGBT模块,电流分别可以达到600A/400A。

基于IGBT的直流斩波电机调速系统控制..

基于IGBT的直流斩波电机调速系统控制..

基于IGBT的直流斩波牵引电机调速控制电路学院:电气学院专业:电气工程及其自动化(轨道交通方向)班级:BG1102姓名:鲁春娇学号:111001180204指导教师:王致杰设计时间:2014.12小组成员及分工:组长:张亚强文献检索:鲁春娇,戚诚凯文档编辑:王智超,张诩目录前言 (4)第一章轨道车辆牵引领域电力电子器件的发展 (6)1.1 电力电子器件的发展 (6)1.2电气牵引控制技术的发展 (6)1.3 控制技术 (7)第二章轨道车辆牵引领域电力电子器件的应用 (8)2.1 电力电子器件在轨道车辆牵引中的应用发展 (8)2.2 IGBT在轨道车辆牵引变流器的应用 (8)2.2.1 IGBT简介 (8)第三章直流斩波电路 (11)第四章直流调速系统 (12)4.1直流调速系统结构 (12)4.2直流调速系统原理 (13)4.3调速方案选择 (13)第五章设计直流斩波调速电路 (15)5.1信号发生电路 (15)5.2 IGBT的驱动电路 (18)5.3主电路 (19)5.4总电路图 (22)第六章电路调试 (23)6.1 信号发生电路的调试 (23)6.2 驱动电路的调试 (23)6.3 完整电路调试 (23)第七章结论 (24)个人心得 (25)参考文献 (26)前言长期以来,直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。

特别随着计算机在控制领域和高开关频率、全控型第二代电力半导体器件的发展,以及直流斩波调速技术的应用,直流电机得到广泛应用。

目前,市场上用的最多的IGBT直流斩波器,它是属于全控型斩波器,它的主导器件采用国际上先进的电力电子器件IGBT,由门极电压控制,从根本上克服了晶闸管斩波器及GTR 斩波器的缺点。

基于IGBT的直流斩波控制实现应用也是十分广泛的直流电机的调速,与可控硅脉冲调速方式和电阻调速方式相比,具有明显的优点。

《2024年基于dsPIC30F4011的无刷直流电机伺服驱动器设计》范文

《2024年基于dsPIC30F4011的无刷直流电机伺服驱动器设计》范文

《基于dsPIC30F4011的无刷直流电机伺服驱动器设计》篇一一、引言随着工业自动化和智能化水平的不断提高,无刷直流电机因其高效、稳定、长寿命等优点,在众多领域得到了广泛应用。

而伺服驱动器作为无刷直流电机控制的核心部件,其性能的优劣直接影响到电机的运行效果。

本文将详细介绍基于dsPIC30F4011的无刷直流电机伺服驱动器设计,通过合理的设计和优化,实现电机的精确控制和高性能运行。

二、dsPIC30F4011控制器简介dsPIC30F4011是一款高性能、低功耗的微控制器,具有强大的数字信号处理能力和丰富的外设接口。

其内部集成了ADC(模数转换器)、PWM(脉宽调制)发生器、捕获/比较/PWM (CAP/CMP/PWM)模块等,非常适合用于无刷直流电机的伺服驱动器设计。

三、伺服驱动器整体设计1. 硬件设计伺服驱动器的硬件设计主要包括电源电路、电机驱动电路、控制器电路等。

其中,dsPIC30F4011作为核心控制器,通过接收上位机的指令,对电机进行精确控制。

电源电路为整个系统提供稳定的电源;电机驱动电路采用先进的PWM技术,实现电机的精确调速;控制器电路负责数据的采集、处理和传输。

2. 软件设计软件设计是伺服驱动器的另一重要组成部分。

在dsPIC30F4011控制器的支持下,采用C语言编写控制程序,实现电机的启动、停止、调速、刹车等功能。

同时,通过优化算法,实现电机的精确控制和高效运行。

四、无刷直流电机控制策略无刷直流电机的控制策略是伺服驱动器的关键技术之一。

本文采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,通过优化PWM波形,减小谐波干扰,提高电机的运行效率。

同时,结合电流闭环控制策略,实现电机的精确控制和高速响应。

五、实验与性能分析通过实际实验,验证了基于dsPIC30F4011的无刷直流电机伺服驱动器的性能。

实验结果表明,该驱动器具有较高的调速精度、稳定的运行性能和良好的抗干扰能力。

同时,通过对比分析,证实了SVPWM技术和电流闭环控制策略在提高电机性能方面的显著作用。

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图 1 1 D1 4 AI 动 模 块 内部 结 构 S 58 驱
3 I T 驱 动 器 设 计 GB
本 文 设计 的 驱 动 器 是 直 接 安 装 在 I B 模 块 上 , 减 GT 以 少 寄 生 电 感 、 生 电 容 的影 响 。该 驱 动 器 主 要 由 逻 辑 电 平 寄

图 6 过 电 流 检 测 原 理 图
IB G T导通 时, 饱和导通压降 与 j 近似 成正 比例关 系 , 以通 过 检 测 就 可 以判 断 主 回 路 是 否 短 路 或 者 过 所
速度降低 , 关损 耗也增 大 了 。因此选 择 R 开 需 要 折 衷 考 虑 。 为 了使 开 通 和 关 断 速 度 可 以 独 立 设 置 , 以 使 用 如 图 可 5 示 的 电 路 。 开 通 时 二 极 管 导 所 通 , 较 小 , 高 了 开 通 速 度 , R 提 降 低 了 开 通 损 耗 ; 断 时 二 极 管 截 关
明该驱动器在 大功率逆变场合能很好 的应用 。
2 1 D1 4 AI 块 概 述 S 58 模
1 D1 4 AI S 5 8 是一款基 于 S AL C E技术 的 I B 和功 率 GT
MO F T驱 动 模 块 , 是 单 通 道 的 驱 动 芯 片 , 终 工 作 在 SE 它 始 直接 模 式 , 部 集 成 了 短 路 和 过 流 保 护 电路 , 内 门极 驱 动 电流 能 达 到 - 4 A, 出 功 率 达 到 1 W , 且 拥 有很 高 的 电压 隔 +8 输 - 5 并 离 能 力 , 合 于 驱 动 10 V 或 10 V 的 I T模 块 , 用 于 适 20 70 GB 可 高 开 关 频 率 高 可 靠 性 的应 用 领 域 。 1 D14 AI 内部 电 路 可 以分 为 三 大 功 能 模 块 , 图 S 58 的 如 1 示 。第 一 块 是 L I逻辑 驱 动 接 口单 元 ) 主 要 用 于 给 用 所 D( ,
定 义电路 , WM 信号 输入 、 P 反馈信号输 出电路和后级 功率
驱动 电路 等组 成 。
3 1 逻 辑 电平 定 义 和 复 位 .
户 提供简 单 的具 有施 密特触 发特性 的 P WM 信 号接 口, 对
P M 信号进行 编码 处理 后传 送 给下 一级 ; 二块 是 电气 W 第 隔离 单 元 , 由一 个 传 递 信 号 的 脉 冲 变 压 器 和 一 个 传 递 功 率 的 电 源变 压 器 组 成 , 止 主 功 率 电 路 中 高 压 大 电 流 对 控 制 防
3 2 前 级 驱 动 电 路 设 计 .
前级驱 动电路采用光纤传输来 提高控制 信号 的抗 干扰 能力 , 控制和反馈信号 都是 通过光 收发 器件来传 递 。前级
驱 动电路如图 4 示 , 所 当光 收 器 接 收 到 开 通 光 信 号 , 过 电 经
间。封锁期 内, P 无 WM 信号输 出, 在第一个 P WM 输 入信 号 的边沿到来时 ,O端 口输 出电平被集 电极开路 的三极管 S 拉 到地 , 光发器发出反馈 信号给控 制端 进行 处理 。
总第 24 1 期
舰 船 电 子 工 程
S i e t o i En i e rn h p Elc r n c g n e ig
Vo . 2 No 4 13 .
13 7
2 1 年第 4期 02
基 于 1 D1 4 AI的 I S 58 GBT驱 动 器 设 计
李 纵 罗志清 袁汉祖
信号 的影 响 ; 第三块是 I D( G 智能 门极驱动 单元 )它从 上一 ,
收 稿 日期 :0 1 1 2 1 年 O月 1 , 回 日期 :0 1年 1 0E 修 l 21 2月 7日
作者简介 : 李纵 , , 男 硕士研究生 , 研究方 向: 大功率 电路设计和低频通信技术 。罗志 清, 硕士 , 男, 工程师 , 研究方 向 : 大功率固态发射
v / ee 端子是用 来定 义具有 施密 特触 发特 性 的输 L R st 入端 I N的输入 电平 , 使得输入在 2 3 / VL时开通 , 1 3 在 / VL
时 关 断 。 当输 人 P WM 信 号 为 T TL电 平 时 , 选 用 连 接 图 可 2 a所 示 的 连 接方 式 , () 当输 入 P WM 信 号 为 1 V 时 , 选 用 5 可 连 接 图 2b 所 示 的 连 接方 式 。 ()
武汉 407) 3 0 9 ( 国船 舶 重 工 集 团公 司第 七 二 二 研 究 所 中 摘 要
介 绍 了 一种 基 于 1 D14 AI I B 驱 动 器 设 计 。对 前 级 驱 动 电 路 、 极 电 阻 、 流 和 短 路 保 护 、 S 58 的 G T 栅 过 补偿 电容 等 进 行 了详 细 分 I T驱 动 器 ;1 D14 AI 功 率 ;过 流 保 护 GB S 5 8 ;大
1 引 言
I B 因其 输 入 阻抗 高 、 关 损 耗 小 、 应 速 度 快 、 态 GT 开 响 通
级 接 收 经 编 码 处 理 的 P M 信 号 并 进 行 解 码 , 大 处 理 后 W 放
输 出±1V/ 8 5  ̄4 A的驱动信号 , 用于驱动 I T模块 。 GB
压 降低 、 耐高压 、 承受大 电流 等特 点 , 在大 功率 变换场 合被
f1 b
正常工作情 况下 , 以通过 一个 上 拉 电阻把 输 出端 口 S 可 O 的 电平拉到+5 V或 + 1V, 5 这里选 用 的上拉 电平为 +5 V。
当检 测 到 异 常 时 , 动 模 块 内 部 会 产 生 一 个 1 驱 s的 封 锁 时
图 2 VL R st 入 5 1 V 接 线 电路 / ee 输 V/ 5
广泛应用 。
I T驱动器是控制 电路 与 I B GB G T模 块 的接 口, 性能 高
的驱 动 器 能够 充 分 发 挥 I T模 块 的性 能 , 能 对 I T 模 GB 也 GB 块 起 到很 好 的 保 护 作 用 。本 文 以 瑞 士 C NC P 公 司 的 O ET 1 D1 4 AI 块 为 核 心 , 计 了 其 外 围 电路 , 通 过 试 验 证 S 58 模 设 并
能, 如图 3所示 。当电源 电压 大于 1 . V 时 , 制 电平为 27 控 1r vL电平 ; 当电源 电压小于 1V 时 , / ee 引脚被拉 到 2 VL R st
地 , 块 内部 错 误 信 息 被 清 除 。 模
图 3 含 电 源 监 视 的 VL Ree 接 线 电 路 / st
LIZo g LUO i i g YUAN nz n Zh q n Ha u
Hale Waihona Puke ( . 2 sa c nsiu eo I No 7 2Re e r h I tt t fCS C,W u n 4 0 7 ) ha 3 0 9
Ab t a t Th spa e r s nt n I s rc i p rp e e sa GBT rv rba e n I DI 48 . Is p e d i e ic i,t ega e r s s o ,o e - u r n n ho t cr d i e s d o S 5 AI t r - rv rcr u t h t e it r v r c r e ta d s r i—
平转换 、 电平钳位之后 , 高电平送入 1 D 5 8 的 P S 1 4AI WM 信 号输入端 口 I 控制 I B 的开通 , 之 , N, GT 反 当没有 光输入信
号时 , T关 断 。当光 收器接 收到保护 光信号 时 , I GB 输入 到
信号输入端 口 I 的电平为低 , N 用来控制 I B G T的关断 。在
机 设 计 和 低 频 通 信 技 术 。袁 汉 祖 , , 理 工 程 师 , 究 方 向 : 号 检 测 及 模 拟 电 路 设 计 。 男 助 研 信
18 3

纵 等 : 于 1 D 5 8 的 I T驱 动器 设 计 基 S 1 4 AI GB
总第 2 4 1 期
本 驱 动 器 设 计 使 用 的控 制 信 号 电平 为 r L电 平 , 对 图 2 rr 并 () 示 的 接 线 电 路 进 行 了 改 进 , 以 实 现 电 源 监 控 的 功 a所 可
TJ 1
图 4 前 级 驱 动 电路 原 理 图
3 3 栅 极 驱 动 电 阻 的 选 择 . I B 的 开 通 和 关 断 是 通 过 栅 极 电 容 的 充 电 和 放 电过 GT 程 来 完 成 的 , 极 电阻 对 I B 的动 态特 性 有 很 大 的 影 栅 G T 响 , 择 适 宜 的 R 的 阻 值 对 I T 的 驱 动 相 当 重 要 。 选 GB 越 小 , 极 电容 充 放 电 越 快 , 关 时 问 也 越 快 , 关 损 耗 也 栅 开 开
c i prt cin a de tr lb o kn a ct r r n lz d i eal Ex e i ntlr s lss w h tt e d ie ein d c n b s d f r ut oe to n x ena lc ig cpaio s ae a ay e n d ti . p rme a eu t ho ta h rv r d sg e a e u e o
h g - o r i v r e p l a i n nd c n r a i e t e d i i g a d p ot c i g o h GBT d l . i h p we n e t r a p i to s a a e l h rv n n r e tn ft e I c z mo u e K or s I T rv r S 5 8 ,h g - o r v r c r e t p o e to ey W d GB d i e ,1 D1 4 AI i h p we ,o e - u r n r t e i n Cls m b TN 3 6 2 a s Nu er 8 .
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