本書根據(jù)大功率IGBT驅動與保護技術的**發(fā)展現(xiàn)狀，結合團隊多年積累的科研成果和技術經(jīng)驗，對IGBT驅動和保護技術進行了全面的介紹。全書在介紹IGBT器件及驅動**發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，從IGBT器件結構、特性以及工作原理出發(fā)，詳細地分析了影響大功率IGBT開關特性的因素，介紹了IGBT模塊的參數(shù)，進而對IGBT模塊的驅動和保護技術進行全面的論述，在此基礎上進一步闡述了數(shù)字化驅動保護技術以及IGBT串并聯(lián)技術方案。另外，為幫助從事系統(tǒng)設計的讀者選用合適的驅動器，書中介紹了市場上現(xiàn)有的驅動器的使用方法及推薦電路。*后，介紹了IGBT功率模塊、IPM模塊和IGBT模塊驅動測試平臺。
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目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 引言 1
1.2 功率半導體器件介紹 2
1.2.1 功率二極管 2
1.2.2 功率MOSFET 4
1.2.3 晶閘管及其相關器件 6
1.2.4 IGBT 9
1.2.5 發(fā)展現(xiàn)狀及展望 11
1.3 IGBT驅動介紹 13
1.3.1 被動式驅動電路 14
1.3.2 主動式驅動電路 16
1.4 大功率IGBT串并聯(lián)技術 21
1.4.1 IGBT并聯(lián)均流技術 21
1.4.2 IGBT串聯(lián)均壓技術 23
1.5 展望 25
1.5.1 IGBT在線監(jiān)測與故障分析 25
1.5.2 大功率IGBT串并聯(lián)技術 25
1.5.3 SiC器件驅動與保護電路研究 26
參考文獻 26
第2章 IGBT的開關特性及主要參數(shù) 28
2.1 等效電路分析 28
2.1.1 IGBT等效電路 28
2.1.2 開關過程等效電路 30
2.2 IGBT開關特性 31
2.2.1 IGBT開通過程 31
2.2.2 IGBT關斷過程 36
2.3 擎住效應 40
2.4 安全工作區(qū) 41
2.5 續(xù)流二極管 42
2.5.1 續(xù)流二極管靜態(tài)特性 42
2.5.2 續(xù)流二極管開通特性 42
2.5.3 續(xù)流二極管關斷特性 43
2.6 IGBT的數(shù)據(jù)手冊 44
2.6.1 IGBT的極限參數(shù) 44
2.6.2 IGBT的特征參數(shù) 46
2.6.3 續(xù)流二極管的特征參數(shù) 50
參考文獻 51
第3章 IGBT驅動電路 52
3.1 驅動電路簡介 52
3.1.1 驅動電壓 53
3.1.2 門極電阻 55
3.1.3 驅動電流 58
3.2 驅動電源 59
3.2.1 驅動功率計算 59
3.2.2 DC/DC電路設計 60
3.3 驅動信號隔離 63
3.3.1 光隔離方式 64
3.3.2 脈沖變壓器隔離方式 65
3.4 驅動器其他要求 66
3.4.1 短脈沖抑制 66
3.4.2 死區(qū)時間設置 67
3.4.3 互鎖設置 68
參考文獻 69
第4章 IGBT故障分析與保護電路 70
4.1 電流故障及其保護電路 70
4.1.1 電流故障分析 70
4.1.2 過電流保護電路 72
4.2 過壓保護 79
4.2.1 過壓故障與原因分析 79
4.2.2 過壓保護電路 80
4.3 過溫保護 86
4.3.1 溫度對IGBT的影響分析 86
4.3.2 過溫保護策略 86
4.4 欠壓保護 87
4.4.1 欠壓故障分析 87
4.4.2 欠壓保護策略 88
參考文獻 88
第5章 數(shù)字化IGBT驅動保護電路的實現(xiàn) 89
5.1 數(shù)字化驅動保護器總體方案設計 89
5.2 驅動電路設計 91
5.3 數(shù)字化保護電路設計 92
5.4 信號預處理 94
5.4.1 短脈沖抑制 94
5.4.2 死區(qū)時間設置 95
5.4.3 互鎖設置 95
5.4.4 過頻保護 96
參考文獻 96
第6章 并聯(lián)均流 97
6.1 影響并聯(lián)均流的因素 97
6.1.1 IGBT模塊靜態(tài)均流影響因素分析 97
6.1.2 IGBT模塊動態(tài)均流影響因素分析 101
6.2 并聯(lián)均流的措施 102
6.2.1 器件選型 102
6.2.2 驅動電路的對稱性設計 102
6.2.3 功率回路的阻抗與寄生參數(shù)的對稱性 103
6.2.4 降額法 104
6.2.5 有源門極控制法 105
6.2.6 電感均流法 106
6.2.7 有源門極控制IGBT并聯(lián)均流 107
6.2.8 分散式有源門極控制法 110
參考文獻 111
第7章 現(xiàn)有驅動產(chǎn)品介紹及應用 112
7.1 IR系列驅動器 112
7.1.1 IR2110電氣特性 114
7.1.2 IR2110驅動電路抗干擾技術 115
7.2 EXB系列集成驅動器 117
7.2.1 EXB系列集成驅動器使用特點 117
7.2.2 EXB系列集成驅動器應用電路 119
7.3 落木源TX-KA101驅動器 121
7.3.1 TX-KA101驅動器基本功能 121
7.3.2 TX-KA101三段式驅動保護 125
7.3.3 TX-KA101應用參考電路 126
7.4 青銅劍2QD0435T17-C驅動器 130
7.4.1 2QD0435T17-C基本功能 130
7.4.2 2QD0435T17-C原邊接口電路描述 133
7.4.3 2QD0435T17-C副邊接口電路描述 135
7.4.4 2QD0435T17-C工作特點 138
7.5 SCALE系列 140
7.5.1 驅動核概述 140
7.5.2 2SC0535T原方接口電路描述 142
7.5.3 2SC0535T副方接口電路描述 144
7.6 Inpower系列數(shù)字驅動器 147
7.7 Amantys門極驅動器 149
7.8 驅動器應用舉例 152
7.8.1 驅動器在有源電力濾波器中的應用 152
7.8.2 驅動器在機車牽引中的應用 153
參考文獻 154
第8章 IGBT功率模塊及IPM 155
8.1 功率半導體模塊 155
8.1.1 模塊結構與特點 155
8.1.2 功率模塊的性能 161
8.1.3 IGBT模塊新技術 167
8.2 IPM 171
8.2.1 IPM特點 171
8.2.2 IPM結構與性能 173
8.2.3 IPM保護功能 179
8.2.4 IPM封裝新技術 180
8.3 IPM產(chǎn)品介紹 181
8.3.1 低電感內(nèi)部結構 182
8.3.2 SKiiP系列IPM功能 184
參考文獻 187
第9章 IGBT測試與裝置 188
9.1 雙脈沖測試平臺 188
9.1.1 功率部分 188
9.1.2 測量設備 189
9.2 雙脈沖測試方法 193
9.2.1 雙脈沖測試意義 193
9.2.2 雙脈沖測試簡介 193
9.2.3 雙脈沖實驗的關注點 196
9.2.4 雙脈沖實驗的其他作用 199
9.3 短路測試方法 200
9.3.1 一類短路測試 200
9.3.2 二類短路測試 203
參考文獻 204
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