ACDC开关电源IGBT应用原理与主电路图
ACDC开关电源的设计
AC/DC开关电源的设计一． 技术要求1.1 AC/DC 开关电源 1．输出电压： 直流，纹波电压（峰峰值）小于额定电压的0.5% 2． 输入电压： AC 三相380V ±10％ 3． 输入电压频率： 50±5HZ 4． 负载短时过载倍数： 200％ 5． 瞬态特性： 较好6．技术指标要求： 输出直流电压(V)10~12~14输出电流（A ）140 1.2 设计条件1） 电路形式 全桥 全波整流 2） 工作频率 20KHZ3） 逆变器电路最高，最低电压 DC 592～450V4） 输出电压 max o V =14VDC min 10o V VDC = 输出电流 150A5） 开关管最大导通时间 max o T ＝22.5us 6） 开关管导通压降 1U ∆=3V7） 整流二极管导通压降 2U ∆＝1V 8） 变压器允许温升 25C ︒ 9） 电原理图二、主电路原理与设计2.1主电路工作原理380V 市电经不控整流后变成了脉动的直流电，经直流滤波电路后变成平稳的直流供给逆变电路，逆变桥在驱动信号的作用下根据正弦脉宽调制原理将直流电变成一定电压一定频率的交流电，再经过隔离变压器来实现电压的匹配，经过整流来得到直流更好的直流电，经直流滤波隔离后供给负载。
采用SPWM 调制方式，通过电压负反馈调节输出电压，使输出电压稳定在一定的范围内。
2.2主电路结构UVW主电路原理简图如图所示主电路主奥包括以下几个部分：1）不控整流部分：主要采用三相不控整流，该电路结构简单，可靠性高。
2）DC滤波部分：注意用无源滤波电路来使电路中的有害谐波减少，提高对以后电路供电的可靠性。
3）逆变电路：采用功率IGBT为开关器件，SPWM调制方式，利用电压负反馈构成闭环控制，稳定输出电压。
4）隔离电路：主要是用隔离变压器来实现电路的隔离和电压的匹配。
5）二次逆变部分：注意是实现电压的二次变换，来实现供电的高可靠性和高直流性。
还搞不懂IGBT？一文详细解读IGBT结构和工作原理，几分钟搞定IGBT
还搞不懂IGBT？一文详细解读IGBT结构和工作原理，几分钟搞定IGBT大家好，我是李工，希望大家多多支持我。
（愉快的周末过去了）看到有人给我留言，说希望讲一下IGBT（绝缘栅双极型晶体管)，今天就讲一下IGBT，那位留言的朋友记得按时来看。
在实际应用中最流行和最常见的电子元器件是双极结型晶体管BJT 和 MOS管。
在之前的文章中我已经对BJT的工作原理和MOS管的工作原理以及结构应用有进行详细地说明，如果忘记了可以点击标题直接跳转。
mos管工作原理详解BJT工作原理详解IGBT实物图+电路符号图虽然说BJT 和MOS 管是最流行和最常见的元器件，但是在非常高电流的应用中有限制，这个时候 IGBT 就派上用场了。
你可以把 IGBT 看作 BJT 和 MOS 管的融合体，IGBT具有 BJT 的输入特性和 MOS 管的输出特性。
与BJT 或MOS管相比，绝缘栅双极型晶体管IGBT 的优势在于它提供了比标准双极型晶体管更大的功率增益，以及更高的工作电压和更低的 MOS 管输入损耗。
这篇文章将较为详细地讲解IGBT 内部构造，工作原理等基础知识。
希望能够让大家更了解 IGBT，也请大家多多指教。
什么是IGBT？IGBT 是绝缘栅双极晶体管的简称，是一种三端半导体开关器件，可用于多种电子设备中的高效快速开关。
IGBT 主要用于放大器，用于通过脉冲宽度调制 (PWM) 切换/处理复杂的波形。
就像我上面说的 IGBT 是 BJT 和 MOS管的融合，IGBT 的符号也代表相同。
你可以看到输入侧代表具有栅极端子的MOS管，输出侧代表具有集电极和发射极的 BJT。
集电极和发射极是导通端子，栅极是控制开关操作的控制端子。
IGBT的电路符号与等效电路图IGBT内部结构IGBT 有三个端子（集电极、发射极和栅极）都附有金属层。
然而，栅极端子上的金属材料具有二氧化硅层。
IGBT结构是一个四层半导体器件。
四层器件是通过组合PNP 和NPN 晶体管来实现的，它们构成了 PNPN 排列。
ACDC电源变换电路
辽宁科技大学毕业设计（论文）第I页AC/DC电源变换电路摘要随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济各行各业。
特别是近年来，随着IGBT的广泛应用，开关电源向更大功率方向发展。
研制各种各样的大功率，高性能的开关电源成为趋势。
本文设计的电源系统要求输入电压为AC220V，输出电压为DC38V，输出电流为100A，输出电压低纹波，功率因数>0.9，必要时多台电源可以直接并联使用，并联时的负载不均衡度<5％。
设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。
一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再经半桥变换电路逆变后，由高频变压器隔离降压，最后整流输出直流电压。
系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。
本设计主要目的是完成一种38V/100A可直接并联的大功率AC/DC的变换器，主要采用了有源功率因数校正技术以实现系统的高功率因数。
DC/DC主电路采用电流型PWM芯片UC3846控制的半桥变换器，并提出了一种新的IGBT驱动电路。
为了满足电源直接并联运行的需要，设计了以均流芯片UC3907为核心的均流电路。
关键词大功率；半桥变换器；功率因数校正；均流；AC/DC辽宁科技大学毕业设计（论文）第II页AbstractWith the development of power electronics technology, power technology has been widely used in computers, industrial instrumentation, military, aerospace and other fields related to the national economy all walks of life. Especially in recent years, with the extensive application of IGBT, switching power supply to more high-power development. Development of a wide range of high-power, high-performance switching power supply into the trend. An input voltage power supply system requirements for AC220V, the output voltage for DC38V, output current of 100 A, low output voltage ripple, power factor> 0.9, if necessary, multiple use of power can be directly parallel, the parallel uneven load of <5%.Designed with the AC / DC / AC / DC transformation programme. After a rectification of DC voltage, the APFC links to improve the power factor, and then transform the half-bridge inverter circuits, high-frequency transformer isolation from the buck, the last DC rectifier output voltage. The main part of a DC / DC circuit, power factor correction circuit, PWM control circuit, both flow circuit and the protection of circuit.The main objective is to complete the design of a 38 V/100A directly parallel the high-power AC / DC converter, the main use of the active power factor correction technology to achieve the high power factor. DC / DC main circuit chips using current-mode PWM UC3846 control of the half-bridge converters, and proposed a new IGBT driver circuit. In order to meet the power needs of direct parallel operation was designed to flow both chip UC3907 are at the core of the current circuit.Keywords High efficiency; Half bridge converter; Power factor adjustment; Flows;AC/DC辽宁科技大学毕业设计（论文）第III页目录摘要 (I)Abstract·································································································I I第1章单片机概论 (1)1.1 单片机——微控制器嵌入式应用的概念 (1)1.2 单片机的特点 (2)1.3 单片机的应用领域 (5)1.4 单片机的历史与发展 (6)第2章有源功率因数校正 (9)2.1 功率因数校正方法分类 (9)2.1.1 按有源功率因数校正拓扑分类 (9)2.1.2 按输入电流的控制原理分类 (9)2.2 功率因数校正环节的设计 (10)第3章DC/DC主电路及控制部分分析 (12)3.1 DC/DC主电路拓扑 (12)3.2 PWM电路 (13)3.2.1 PWM电路 (13)3.2.2 PWM技术应用 (13)3.3 IGBT的驱动 (14)3.3.1 IGBT栅极特性 (14)3.3.2 正向导通特性 (20)3.3.3 动态特性 (20)3.3.4 IGBT的保护功能 (21)3.4 均流环节设计 (22)3.5 保护电路设计 (23)第4章分电路波形及所需重要元器件 (25)4.1 各部分电路波形 (25)辽宁科技大学毕业设计（论文）第IV页4.2 所需重要元件 (26)4.2.1 二极管 (26)4.2.2 三极管 (27)4.2.3 电容 (29)4.2.4 电阻 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)辽宁科技大学毕业设计（论文）第1页第1章单片机概论科技的进步需要技术不断的提升。
开关电源各模块原理实图讲解
开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWMFDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
通。
如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。
三、 功率变换电路：1、MOS 管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET （MOS 管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。
也称为表面场效应器件。
由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS 管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。
2、常见的原理图：3、工作原理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS 管并接，使开关管电压应力减少，EMI 减少，不发生二次击穿。
在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。
从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。
IGBT基本原理ppt课件
在电力电子电路中,IGBT经常会直接承受较高的负载电压,所以选择IGBT首先就要考虑IGBT的电压等级也就是IGBT正
向阻断电压的能力。
目前市场上IGBT的电压等级主要分为600V、1200V、1700V、3300V、4500V、6500V等,不同的电压等级表
示IGBT可以阻断多少正向电压,超过相应的电压等级器件的漏电流会开始大量增加,短时间内器件也许不会损坏,但长
产品。
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四 IGBT 小结
定义： COMSFET与BJT复合的全控型 A 电压驱动大功率开关器件；
结构、原理：
PNPN四层结构； 用MOSFET控制BJT；
C
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背景： 80年代发展至今，IGBT拥有输入 B 阻抗大、驱动功率小、 开关损耗低以及工作频率高等优 点
电气特性： D 静态特性与开关特性
绝缘栅型场效应管（IGFET）：栅极-源极，栅极-漏极之间采用SiO2绝缘层隔离，因此而得名。又因栅极为金属 铝，所以又称为金属氧化物半导体场效应管，也就是MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）
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1.IGBT 简化等效电路
IGBT
目前, IGBT器件已从第1代发展到了第4代，它的工作频率可达到 200KH z。它的功率容量从小功率 (80-300A/500-1200V ) 的单管发展到超大功率 (1000-1200A/2500-4500 V) 的模块, 形成了系列化 产品,产品覆盖面非常大。
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二 IGBT发展历史 回顾IGBT的发展历程,其主要从三方面发展演变
制 换 流 关 断 控 制 电 路 简 抗高、控制功
IGBT电路工作演示稿解析
工作原理 电路分析
工作原理
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝 缘栅双极型晶体管，是由GTR(双极型三极管) 和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控 型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET 的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的 优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱 动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速 度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综 合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱 和压降低。非常适合应用于直流电压为600V 及以上的变流系统如交流电机、变频器、开 关电源、照明电路、牵引传动等领域。
安全工作区
❖ 安全工作区SOA反映了一个晶体管同时能承受一定电压和电流的能力。 IGBT开通时为正向偏置，其安全工作区称为正向偏置安全工作区简称 FBSOA。 FBSOA于IGBT的导通时间密切关切相关。 FBSOA为矩形方 块。随着导通时间的增加，安全工作区逐渐减小，直流工作时安全工作 最小。这是因为导通时间越长，发热越严重；因而安全工作区越小。
输出 报警
驱动电路 1≦
过电流保护 R 短路保护 控制电源 控制信号 低压保护 检测信号
控制电源
输出 报警
驱动电路 1≦
过电流保护 短路保护 R
控制电源 控制信号 低压保护 检测信号
热敏元件 过热保护 检测温度信号
A B C
M
IPM优势
❖ IPM设有过流和短路保护、欠电压保护、当工作不 正常时，通过驱动电路封锁IGBT的栅极信号同时发 出警报信号；过热保护是通过设置在IPM基板上的 热敏器件检测IGBT芯片温度，当温度超过额定值时， 通过驱动电路栅极信号并报警。
GTR电路分析
IGBT应用电子电路设计图集锦—电路图天天读（189）
IGBT应用电子电路设计图集锦—电路图天天读（189）IGBT绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS （绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
本文介绍了绝缘栅双极晶体管（IGBT）在不间断电源系统中的应用情况，分析了IGBT 在UPS 中损坏的主要原因和实际应用中应注意的问题。
在UPS 中使用的功率器件有双极型功率晶体管、功率MOSFET、可控硅和IGBT，IGBT 既有功率MOSFET 易于驱动，控制简单、开关频率高的优点，又有功率晶体管的导通电压低，通态电流大的优点、使用IGBT成为UPS 功率设计的首选，只有对IGBT的特性充分了解和对电路进行可靠性设计，才能发挥IGBT 的优点。
本文介绍UPS 中的IGBT 的应用情况和使用中的注意事项。
IGBT电路原理图IR2110驱动IGBT电路如图所示。
电路采用自举驱动方式，VD1为自举二极管，C1为自举电容。
接通电源，VT2导通时Cy通过VDt 进行充电。
这种电路适用于驱动较小容量的IGBT.对于IR2110，当供电电压较低时具有使驱动器截止的保护功能。
自举驱动方式支配着VT2的导通电压，因此电压较低的保护功能是其必要条件。
若驱动电压较低时驱动IGBT，则IGBT就会发生热损坏。
VD1选用高速而耐压大于600V的ERA38-06、ERB38-06等二极管。
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种MOSFET 与双极晶体管复合的器件。
它既有功率MOSFET 易于驱动，控制简单、开关频率高的优点，又有功率晶体管的导通电压低，通态电流大，损耗小的显著优点。
据东芝公司资料，1200V/100A 的IGBT 的导通电阻是同一耐压规格的功率 MOSFET 的1/10，而开关时间是同规格GTR的1/10。
由于这些优点，IGBT广泛应用于不间断电源系统（UPS）的设计中。
igbt可控硅的原理图及应用
IGBT可控硅的原理图及应用1. 引言本文介绍了IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管）可控硅的原理图及应用。
IGBT可控硅是一种在功率电子领域广泛使用的半导体器件，它结合了可控硅和MOSFET的优点，具有低导通压降和高电流承载能力的特点，适用于高功率应用。
2. IGBT可控硅的工作原理IGBT可控硅由Pnpn结构的可控硅和MOSFET组成。
其工作原理如下：1.导通状态：当IGBT可控硅的栅极电压为正向偏置时，栅极和N型沟道之间形成正向电压，使得栅极区域变为低阻态。
同时，可控硅的控制极与基区之间的电压引起Pnpn结的夹断，阻止了电流的流动。
此时，可控硅处于导通状态。
2.截止状态：当IGBT可控硅的栅极电压为零或负向偏置时，栅极和N型沟道之间的电压没有足够的正向偏置，栅极区域变为高阻态。
此时，可控硅的Pnpn结的夹断被去除，电流可以顺利通过，可控硅处于截止状态。
由于IGBT可控硅的栅极区域具有低阻态和高阻态的特性，可以实现快速的开关过程和低功耗的导通状态，因此在高频率和高效率应用中广泛使用。
3. IGBT可控硅的应用IGBT可控硅由于其在大功率应用中的优越性能，被广泛应用于多个领域。
以下是一些常见的应用场景：•交流电机驱动器：IGBT可控硅可以用于交流电机的驱动器中，提供高效且可靠的电机控制。
它可以通过控制开关状态和脉宽调制来调节输出电压和频率，实现电机的速度和转矩控制。
•变频空调：IGBT可控硅在变频空调中起到关键作用。
它通过控制输入电压的波形和频率，以提供恒定的输出温度和舒适的环境。
由于IGBT可控硅具有低导通压降和高效率，能够实现能耗的降低和节能的目的。
•电力电子设备：IGBT可控硅可用于各种电力电子设备中，如电力变换器、交流调节器和直流电源。
它能够实现稳定的电压和电流输出，提供可靠的电源控制。
•电动车辆：IGBT可控硅在电动车辆中扮演重要角色。
IGBT工作原理
IGBT工作原理引言：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高压、高电流功率开关器件，广泛应用于电力电子领域。
了解IGBT的工作原理对于电力电子工程师和研究人员来说至关重要。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作模式以及关键参数等内容。
一、IGBT的结构IGBT由三个主要部份组成：N沟道MOSFET（NMOS）、P沟道MOSFET （PMOS）和NPN型双极型晶体管（BJT）。
它的结构类似于MOSFET和BJT的结合体。
IGBT的结构如下图所示：[插入IGBT结构示意图]NMOS和PMOS形成为了IGBT的输入端，负责控制电流的流动。
BJT负责放大电流，并在输出端提供高电流能力。
这种结构使得IGBT具有低开关损耗和高电流承载能力的特点。
二、IGBT的工作模式IGBT的工作模式可以分为三个阶段：关断状态、导通状态和关断过渡状态。
1. 关断状态：当控制信号施加在IGBT的输入端时，NMOS和PMOS被驱动进入关断状态。
在关断状态下，IGBT的输入电流极小，输出电流为零。
这种状态下，IGBT的开关损耗最小。
2. 导通状态：当控制信号施加在IGBT的输入端时，NMOS和PMOS被驱动进入导通状态。
在导通状态下，IGBT的输入电流增大，输出电流也随之增大。
这种状态下，IGBT 的开关损耗较大。
3. 关断过渡状态：当从导通状态切换到关断状态时，IGBT会经历一个过渡状态。
在这个过渡状态中，输入电流和输出电流都会有所变化。
过渡状态的时间越短，IGBT的开关损耗越小。
三、IGBT的关键参数了解IGBT的关键参数对于正确选择和应用IGBT至关重要。
以下是几个重要的参数：1. 额定电压（Vce）：IGBT能够承受的最大电压。
在设计电路时，应确保电压不超过IGBT的额定电压，以防止损坏。
2. 额定电流（Ic）：IGBT能够承受的最大电流。
在设计电路时，应确保电流不超过IGBT的额定电流，以防止过载。
IGBT模块电路结构
IGBT模块电路结构2.1 单管模块一般说来，单管IGBT模块其额定电流比较大，是由多个IGBT芯片和快恢复二极管（FRD）芯片在模块内部并联而成，其电路结构如图1所示。
表1给出了美国IR公司在中国的合资公司西安爱帕克公司生产的单管IGBT模块型号及电性能参数。
图1 单管电路结构图2 半桥电路结构2.2 半桥模块半桥IGBT模块也称为2单元模块，是一个桥臂，其内部电路结构如图2所示。
表2给出了西安爱帕克公司生产的半桥IGBT模块型号及电性能参数。
两只半桥IGBT模块可组成全桥（H桥）逆变电路。
2.3 高端模块高端IGBT模块其内部电路结构如图3（a）和图3（b）所示。
图3（a）为斩波器应用电路结构，图3（b）为感应加热应用电路结构。
表2给出了西安爱帕克公司生产的高端IGBT 模块型号及电性能参数。
图3(a) 高端电路结构图3(b) 高端电路结构2.4 低端模块低端IGBT模块其内部电路结构如图4（a）图4（b）所示。
图4（a）为斩波器应用电路结构，图4（b）为感应加热应用电路结构。
表2给出了西安爱帕克公司生产的低端IGBT 模块型号及电性能参数。
3 IGBT模块驱动保护要点3.1 IGBT栅极驱动电压Uge理论上Uge≥Uge(th)，即栅极驱动电压大于阈值电压时IGBT即可开通，一般情况下阈值电压Uge(th)＝5～6V。
为了使IGBT开通时完全饱和，并使通态损耗最小，又具有限制短路电流能力，栅极驱动电压Uge需要选择一个合适的值。
当栅极驱动电压Uge增加时，通态压降减小，通态损耗减小，但IGBT承受短路电流能力减小；当Uge太大时，可能引起栅极电压振荡，损坏栅极。
当栅极驱动电压Uge减小时，通态压降增加，通态损耗增加，但IGBT承受短路电流能力提高。
为获得通态损耗最小，同时IGBT又具有较好的承受短路电流能力，通常选取栅极驱动电压Uge≥D*Uge(th)，系数D＝1.5、2、2.5、3。
当阈值电压Uge(th)为6V时，栅极驱动电压Uge则分别为9V、12V、15V、18V；栅极驱动电压Uge折中取12V～15V为宜，12V最佳。
ACDC开关电源IGBT应用原理与主电路图
AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图作者:微叶科技时间:2015-07-14 16:48随着高速IGBT得推出,工作频率可达50kHz以上,IGBT有用于SMPS(Switch Mode Power Supplies,市电输入得开关电源)得趋势。
AC-DC开关电源得电路拓扑一般就是指储能元件(开关变压器或者储能电感)与功率开关元件(IGBT、VMOS 等)得配置方式。
1、单端正激电路单端正激式(Forward) SMPS拓扑得电路简图如图1所示。
其中,单端就是指主开关为单管电路,正激指得就是主开关变压器初次级绕组得相位关系。
图1 正激式拓扑电路系统简图粗虚线框中得电路就是功率开关电路,T就是主开关变压器;Q1就是功率寸姜,D21就是次级整流二极管;D22就是续流二被管;L21就是储能电感,兼有扼流滤波作用;N1就是主绕组(初级);N4就是复位绕组;N2就是次级绕组;带箭头得虚线表明了瞬时电流得方向与路径。
所谓正激,即主开关变压器初、次级线圈得绕向就是一样得,电气相位相同。
这样做得好处就是,Q1开通时,N2从初级绕组获得能量,向L21、C2l与负载RL提供能量;Q1关断时,L21内存储得能量向负载RL释放,D22为电感内能量得释放提供通路。
同时,D2作为复位绕组N4得负载,在Q1关断期间消耗变压器磁心中存储得能量,使磁心复位。
复位电路也可以像4、25那样实现,在初级绕组上并联DRC(二极管、电阻、电容,Dll 、R11、C11)。
由于负载在Q1开通与关断期间都有能量(电流供应),因此正激式拓扑得输出纹波相对较小。
功率开关管Q1承受得最大直流电压约为主电路电压得1倍,电源输入为220V市电规格得条件下,Q1得电压规格至少为800V。
如果采用了APFC 电路,则Q1得电压规格至少为1000V。
·EMI与PFC 电路在SMPS中很常见。
EMI电路主要就是为了减小开关电源对电网得污染,PFC(功率因数校正)电路主要就是为了提高开关电源得功率因数。
AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图
AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图作者：微叶科技时间：2015-07-14 16:48随着高速IGBT的推出，工作频率可达50kHz以上，IGBT有用于SMPS(Switch Mode Power Supplies，市电输入的开关电源)的趋势。
AC-DC开关电源的电路拓扑一般是指储能元件（开关变压器或者储能电感）和功率开关元件（IGBT、VMOS 等）的配置方式。
1.单端正激电路单端正激式(Forward) SMPS拓扑的电路简图如图1所示。
其中，单端是指主开关为单管电路，正激指的是主开关变压器初次级绕组的相位关系。
图1 正激式拓扑电路系统简图粗虚线框中的电路是功率开关电路，T是主开关变压器；Q1是功率寸姜，D21是次级整流二极管；D22是续流二被管；L21是储能电感，兼有扼流滤波作用；N1是主绕组（初级）；N4是复位绕组；N2是次级绕组；带箭头的虚线表明了瞬时电流的方向和路径。
所谓正激，即主开关变压器初、次级线圈的绕向是一样的，电气相位相同。
这样做的好处是，Q1开通时，N2从初级绕组获得能量，向L21、C2l和负载RL提供能量；Q1关断时，L21内存储的能量向负载RL释放，D22为电感内能量的释放提供通路。
同时，D2作为复位绕组N4的负载，在Q1关断期间消耗变压器磁心中存储的能量，使磁心复位。
复位电路也可以像4. 25那样实现，在初级绕组上并联DRC(二极管、电阻、电容，Dll 、R11、C11)。
由于负载在Q1开通和关断期间都有能量（电流供应），因此正激式拓扑的输出纹波相对较小。
功率开关管Q1承受的最大直流电压约为主电路电压的1倍，电源输入为220V市电规格的条件下，Q1的电压规格至少为800V。
如果采用了APFC 电路，则Q1的电压规格至少为1000V。
·EMI和PFC 电路在SMPS中很常见。
IGBT驱动电路设计原理接线图
IGBT驱动电路设计原理接线图IGBT驱动电路设计原理接线图作者：德意志⼯业时间：2015-04-13 11:11IGBT驱动电路的作⽤IGBT驱动电路的作⽤是驱动IGBT模块以能让其正常⼯作，同时对IGBT模块进⾏保护。
IGBT 驱动电路的作⽤对整个IGBT构成的系统来说⾄关重要。
IGBT是电路的核⼼器件，它可在⾼压下导通，并在⼤电流下关断，在硬开关桥式电路中，功率器件IGBT能否正确可靠地使⽤起着⾄关重要的作⽤。
驱动电路就是将控制电路输出的PWM信号进⾏功率放⼤，以满⾜驱动IGBT的要求，驱动电路设计的是否合理直接关系到IGBT的安全、可靠使⽤。
IGBT驱动电路还为IGBT器件提供门极过压、短路保护、过流保护、过温保护、Vce过压保护（有源钳位）、门极⽋压保护，didt保护（短路过流保护的⼀种）。
IGBT驱动电路的设计1. 设计IGBT驱动电路需要考虑的性能参数1）IGBT在电路中承受的正反向峰值电压，可以由下⾯的公式导出：设计驱动电路时需要考虑到2-2.5倍的安全系数，可选IGBT的电压为1200V。
2）在电路中IGBT导通时需要承受的峰值电流，可以由下⾯的公式导出：2.IGBT驱动器的选择在实际电路中，栅极电阻的选择要考虑开关速度的要求和损耗的⼤⼩。
栅极电阻也不是越⼩越好，当栅极电阻很⼩时，IGBT的CE间电压尖峰过⼤栅极电阻很⼤时，⼜会增⼤开关损耗。
所以，选择IGBT驱动器时要在尖峰电压能够承受的范围内适当减⼩栅极电阻。
由于电路中的杂散电感会引起开关状态下电压和电流的尖峰和振铃，在实际的驱动电路中，连线要尽量短，并且驱动电路和吸收电路应布置在同⼀个PCB板上，同时在靠近IGBT的GE间加双向稳压管，以箝位引起的耦合到栅极的电压尖峰。
对于⼤功率IGBT，设计和选择驱动基于以下的参数要求：器件关断偏置、门极电荷、耐固性和电源情况等。
门极电路的正偏压VGE负偏压-VGE和门极电阻RG的⼤⼩，对IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路能⼒以及dv／dt电流等参数有不同程度的影响。
ACDC转换器的作用及工作原理
ACDC转换器的作用及工作原理_ACDC转换器电路结构_acdc转换
器电路设计
通俗地讲，ACDC转换器就是将交流电转换为直流电的设备。
AC，即AlternaTIngCurrent的英文缩写，意思为交流；DC，即
Direct Current的英文缩写，意思为直流。
ACDC转换就是通过整流电路，将交流电经过整流、滤波，从而转换
为稳定的直流电。
AC-DC电源模块的作用
一、隔离
1、安全隔离：强电弱电隔离\IGBT隔离驱动\浪涌隔离保护\雷电隔离
保护（如人体接触的医疗电子设备的隔离保护）
2、噪声隔离：（模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离）
3、接地环路消除：远程信号传输\分布式电源供电系统
二、保护
短路保护、过压保护、升压变换\降压变换\交直流转换（AC/DC、DC/AC）\极性变换（正负
极性转换、单电源与正负电源转换、单电源与多电源转换）
四、稳压
交流市电供电\远程直流供电\分布式电源供电系统\电池供电
ACDC电源模块
负极。 7. 模块控制接口：多台模块并联时，此控制口以并连方式连接后再连接至转接板。控制口
采用标准的 15 针 D 型插座，通过这个控制口可以实现对模块的遥控、遥调等控制，具 体模块控制接口插针说明如下：1 针为公共端，其他控制口电压以此控制口为参考；3 针为输出电压调整端：对针与公共端口外加 -5V～+5V 范围内的电压，可以使输出电压 在 198V～286V 范围内调节； 11 针为软关机控制端：对此端口加+5V10mA 的高电平， 模块关机，停止工作；15 针为模块告警输出端：此端口为集电极输出，端口功耗 20V、 5mA，当模块内电路报警时，此端口为低电平；2、4、5、6、7、8、9、10、12、13、 14 针为空针。 8. 均流控制接口：多台模块并联时，此控制口以并连方式连接。1 针为公共端；2 针为给 定端；其它针为空针。 (二) 、接线说明：
二、工作原理
HJZ-22020B（以 HJZ-22020B 为例）型高频开关电源模块采用了先进的无源 PFC 技术和 脉宽调制控制技术（PWM），使得模块效率进一步提高，谐波减小。模块采用交流三相三线 制 380VAC 平衡输入方式，不存在中线电流损耗。模块交流输入经过尖峰抑制电路和 EMI 吸 收电路，经全桥整流滤波电路将三相交流电压整流为脉动的直流电压，由高频脉宽调制变换 器电压和电流，在电网电压和负载发生变化时反馈调整电路控制脉宽调制电路，使得输出电 压和电流保持变换将脉动的直流电压成高频方波电压，再由输出整流滤波电路，得到稳定的 输出稳定。
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(完整word版)IGBT工作原理及应用
IGBT工作原理及应用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的保护引言绝缘栅双极型晶体管IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,因此,可以把其看作是MOS输入的达林顿管。
它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动简单和快速的优点,又具有双极型器件容量大的优点,因而,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。
在中大功率的开关电源装置中,IGBT由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点,已逐步取代晶闸管或GTO。
但是在开关电源装置中,由于它工作在高频与高电压、大电流的条件下,使得它容易损坏,另外,电源作为系统的前级,由于受电网波动、雷击等原因的影响使得它所承受的应力更大,故IGBT的可靠性直接关系到电源的可靠性。
因而,在选择IGBT时除了要作降额考虑外,对IGBT的保护设计也是电源设计时需要重点考虑的一个环节。
1 IGBT的工作原理IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止由此可知,IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定：——IGBT栅极与发射极之间的电压;——IGBT集电极与发射极之间的电压;——流过IGBT集电极－发射极的电流;——IGBT的结温。
如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低,则IGBT不能稳定正常地工作,如果过高超过栅极－发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏;同样,如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极－发射极之间的耐压,流过IGBT集电极－发射极的电流超过集电极－发射极允许的最大电流,IGBT的结温超过其结温的允许值,IGBT都可能会永久性损坏。
38V100A可直接并联大功率ACDC变换器
38V/100A可直接并联大功率AC/DC变换器张国兵，杜少武，徐宁(合肥工业大学电气工程学院，安徽合肥 230009）摘要：介绍了一种38V/100A可直接并联的大功率AC/DC变换器。
采用了有源功率因数校正技术以实现系统的高功率因数。
DC/DC主电路采用电流型PWM芯片UC3846控制的半桥变换器，并提出了一种新的IGBT驱动电路。
为了满足电源直接并联运行的需要，设计了以均流芯片UC3907为核心的均流电路。
关键词：大功率；半桥变换器；功率因数校正；均流0 引言随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济各行各业。
特别是近年来，随着IGBT的广泛应用，开关电源向更大功率方向发展。
研制各种各样的大功率，高性能的开关电源成为趋势。
某电源系统要求输入电压为AC220V，输出电压为DC38V，输出电流为100A，输出电压低纹波，功率因数>0.9，必要时多台电源可以直接并联使用，并联时的负载不均衡度<5％。
设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。
一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再经半桥变换电路逆变后，由高频变压器隔离降压，最后整流输出直流电压。
系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。
1 有源功率因数校正环节由于系统的功率因数要求0.9以上，采用二极管整流是不能满足要求的，所以，加入了有源功率因数校正环节。
采用UC3854A/B控制芯片来组成功率因数电路。
UC3854A/B是Unitrode公司一种新的高功率因数校正器集成控制电路芯片，是在UC3854基础上的改进。
其特点是：采用平均电流控制，功率因数接近1，高带宽，限制电网电流失真≤3％。
图1是由UC3854A/B控制的有源功率因数校正电路。
图1 UC3854A/B控制的有源功率因数校正电路该电路由两部分组成。
IGBT开关电路原理和电路图
IGBT开关电路原理和电路图在开关稳压电源中，开关电路是其核心部分，它是由功率开关管、二极管、电感器和电容器等组成的。
功率开关管可以是半导体功率三极管，也可以是MOSFET、SCR、IGBT、集成稳压器等。
本文以IGBT 为例说明其在开关电源中的应用。
根据功率开关管在输入和输出之间的位置，基本开关电路可分为串联开关电路、并联开关电路和串—并联开关电路等几种。
下面分别予以论述。
1.1 串联开关电路串联开关电路也叫降压开关电路或Buck 电路。
串联开关电路的原理图和等效电路图如图1-l(a)、(b)所示。
图1-1 串联开关电路的原理图和等效电路图由图1-l(a)可以看出，串联开关电路由功率开关管V1 (IGBT)、续流二极管V2、电感L和电容C组成，Vl受占空比为0的脉冲的控制，交替导通或关断，再经L和C组成的滤波器，在负载R上得到直流输出电压Uo，从而完成将脉动的直流输入电压Vcc变换成平滑直流输出电压Uo的功能。
采用图1-l(b)所示的等效电路图来分析串联开关电路的稳态工作过程。
功率开关管VI用一开关S来代替。
当开关S处于位置l（闭合）时，表示Vl处于导通状态；当开关 S处于位置 2（断开）时，表示Vl 处于关断状态。
开关管VI处于导通和关断状态时的等效电路如图1-2所示。
图1-2(a)为Vl处于导通状态时的等效电路。
输入电流ii＝iL（iL为电感电流），iL流过电感L时，在电感器达到饱和之前，电流iL线性增加，负载R 流过电流I。
，R上的电压即输出电压Uo，其极性为上正下负。
当ii>I。
时，电容C处于充电状态，而二极管V2处于反偏置状态。
图1-2(b)为Vl处于关断状态时的等效电路。
由于开关管关断，ii=0，而电感中的电流 iL不会发生突变，电感I中的磁场将改变L两端的电压UL的极性，以维持电流 iL不变。
负载R上的电压U。
仍保持上正下负。
在iL <I。
时，电容C处于放电状态，以维持电流Io不变，即保持输出电压Uo (I。
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AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图
AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图
作者:微叶科技时间:2015-07-14 16:48
随着高速IGBT的推出,工作频率可达50kHz以上,IGBT有用于SMPS(Switch Mode Power Supplies,市电输入的开关电源)的趋势。
AC-DC开关电源的电路拓扑一般就是指储能元件(开关变压器或者储能电感)与功率开关元件(IGBT、VMOS 等)的配置方式。
1、单端正激电路
单端正激式(Forward) SMPS拓扑的电路简图如图1所示。
其中,单端就是指主开关为单管电路,正激指的就是主开关变压器初次级绕组的相位关系。
图1 正激式拓扑电路系统简图
粗虚线框中的电路就是功率开关电路,T就是主开关变压器;Q1就是功率寸姜,D21就是次级整流二极管;D22就是续流二被管;L21就是储能电感,兼有扼流滤波作用;N1就是主
绕组(初级);N4就是复位绕组;N2就是次级绕组;带箭头的虚线表明了瞬时电流的方向与路径。
所谓正激,即主开关变压器初、次级线圈的绕向就是一样的,电气相位相同。
这样做的好处就是,Q1开通时,N2从初级绕组获得能量,向L21、C2l与负载RL提供能量;Q1关断时,L21内存储的能量向负载RL释放,D22为电感内能量的释放提供通路。
同时,D2作为复位绕组N4的负载,在Q1关断期间消耗变压器磁心中存储的能量,使磁心复位。
复位电路也可以像4、25那样实现,在初级绕组上并联DRC(二极管、电阻、电容,Dll 、R11、C11)。
由于负载在Q1开通与关断期间都有能量(电流供应),因此正激式拓扑的输出纹波相对较小。
功率开关管Q1承受的最大直流电压约为主电路电
压的1倍,电源输入为220V市电规格的条件下,Q1的电压规格至少为800V。
如果采用了APFC 电路,则Q1的电压规格至少为1000V。
·EMI与PFC 电路在SMPS中很常见。
EMI电路主要就是为了减小开关电源对电网的污染,PFC(功率因数校正)电路主要就是为了提高开关电源的功率因数。
EMI电路中的电容X、Y均要采用安规电容,不能用普通的电容替代,即使电压规格足够也不行。
PFC 电路有APFC(有源功率因数校正)与PPFC(无源功率因数校正)两大类。
按照新的EMI规范,输出功率超过75W的电源均应该配置PFC 电路。
APFC 电路通常称为单管升压式APFC 电路,对于220V市电输入,Cl上的直流电压即主电源直流电压410V。
2.单端反激电路结构
单端反激式(Flyback) SMPS 电路简图如图2所示。
粗虚线框中的电路就是功率开关电路,T就是主开关变压器,Q1就是功率开关,D21就是次级整流二极管;带箭头的虚线表明了瞬时电流的方向与路径。
图2 反激式拓扑电路系统简图
所谓反激,就就是主开关变压器切换初、次级线圈的
绕向就是相反的,电气相位也相反:Q1开通时,T的次级N2从T的初级N1获得能量;Q1关断时,N2向负载RL释放能量,并对电容C21充电。
同时,D11、C11、R11构成磁心复位电路,在Q1关断期间消耗变压器磁心中存储的能量,使磁心复位。
另外,这个复位电路还有电压钳位作用,将N1两端的电压钳制在安全范围内。
反激式拓扑的优点就是,在功率开关Q1关断期间,T初级线圈的反向电压不会与C1上的电压相加。
因此,在电源输入为220V市电的条件下,Q1的电压规格为600V以上即可;如果采用单管升压式APFC电路,则Q1的电压规格至少为700V。
正激式与反激式的主要区别参见表1。
表1 正激式与反激式拓扑的对比(以VMOS为主开关管)项目
正激式
反激式主开关管的电压规格(220V市电供电)
800V
600V储能电感L21的功能
储能兼滤波
滤波(非必须)续流二极管D22
必需
不要用主开关变压器T的磁心就是否有气隙无
有主开关变压器的作用
与市电隔离
有
有变压
有
有储能电感
无
有主开关变压器线圈中的电流
小
大主开关变压器线圈中的损耗(铜损) 小
大主开关变压器的磁心
小
大次级自驱动同步整流
适合
不适合推荐的最大输出功率150W
100W推荐的最大输出电流15A以上
15A电源的输出纹波
小
大电源的综合效率
高
低电源的综合成本
高
低。