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IGBT-IPM智能模塊的電路設計及在SVG裝置中的應用

時間:2023-05-01 12:12:23 電子通信論文 我要投稿
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IGBT-IPM智能模塊的電路設計及在SVG裝置中的應用

摘要:介紹了IGBT-IPM智能模塊的基本情況和功能特點,并對該智能功率模塊的相關電路設計方法和需要注意的問題進行了深入地分析,最后結合SVG裝置,詳細說明了該模塊的應用,并給出了系統(tǒng)硬件結構圖。

    關鍵詞:IGBT-IPM智能模塊;SVG;DSP

1 引言

電力系統(tǒng)中大功率電力電子裝置的開關元件主要是晶閘管和GTO。但是,隨著近年來雙極功率晶體管及功率MOSFET的問世以及生產技術的成熟,這些開關元件憑借自身優(yōu)越的性能逐漸替代了晶閘管和GTO,并朝著節(jié)能、輕便、小型化的方向迅速發(fā)展。IGBT-IPM?Intelligent Power Module)智能模塊正是其中的代表之一,它將IGBT單元、驅動電路、保護電路等結合在一個模塊之中,利用這些優(yōu)越的特性可極大地提高實際應用系統(tǒng)的穩(wěn)定性?同時可簡化設計的難度?縮小裝置的體積。

圖1

2。桑牵拢灾悄苣K的主要特點

與過去IGBT模塊和驅動電路的組合電路相比,IGBT-IPM內含驅動電路且保護功能齊全,因而可極大地提高應用系統(tǒng)整機的可靠性。本文將要介紹的是富士電機最新推出的R系列IPM智能功率模塊7MBP100RA-120的主要特點和使用情況。它除了具有體積小、可靠性高、價格低廉等優(yōu)點以外,還具有以下主要功能:

●內含驅動電路。該模塊同時具有軟開關特性,可控制IGBT開關時的dV/dt和浪涌電壓;用單電源驅動時,無需反向偏壓電源;并可防止誤導通。關斷時,IGBT柵極低阻抗接地可防止噪音等引起VGE上升而誤導通;模塊中的每個IGBT的驅動電路都設計了最佳的驅動條件。

●內含各種保護電路。每個IGBT都具有過流保護(OC)、負載短路保護(SC)、控制電源欠壓保護(UV)和過熱保護(OH)等功能。

圖2

    ●內含報警輸出功能。當出現(xiàn)上述保護動作時,可向控制IPM的微機系統(tǒng)輸出報警信號。

●包含有制動電路。內含制動單元的IPM模塊,用此單元可以抑制PN端子間的電壓升高。

圖1為該IGBT-IPM智能模塊的內部結構圖,圖中的前置驅動部分包括驅動放大、短路保護、過流保護、欠壓閉鎖、管心過熱保護等功能電路。圖中,各個引腳和端子的標號列于表1。

表1 IGBT-IPM智能模塊的腳及端子標號

端子標號

內     容

P,N經(jīng)過整流變換平滑濾波后的主電源Vd的輸入端子。P:+端,N:-端B制動輸出端子:再生制動電阻電流的輸出端子。不

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