全桥逆变电路IGBT模块的实用驱动设计

igbt模块逆变器电路图大全（六款igbt模块逆变器电路设计原理图详解）igbt模块逆变器电路图设计（一）太阳能光伏发电的实质就是在太阳光的照射下，太阳能电池阵列（即PV组件方阵）将太阳能转换成电能，输出的直流电经由逆变器后转变成用户可以使用的交流电。

以往的光伏发电系统是采用功率场效应管MOSFET构成的逆变电路。

然而随着电压的升高，MOSFET的通态电阻也会随着增大，在一些高压大容量的系统中，MOSFET会因其通态电阻过大而导致增加开关损耗的缺点。

在实际项目中IGBT逆变器已经逐渐取代功率场效应管MOSFET，因为绝缘栅双极晶体管IGBT通态电流大，正反向组态电压比较高，通过电压来控制导通或关断，这些特点使IGBT在中、高压容量的系统中更具优势，因此采用IGBT构成太阳能光伏发电关键电路的开关器件，有助于减少整个系统不必要的损耗，使其达到最佳工作状态。

在实际项目中IGBT逆变器已经逐渐取代功率场效应管MOSFET。

图1：太阳能光伏发电流程IGBT逆变器的工作原理逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键部件，因为它是将直流电转化为用户可以使用的交流电的必要过程，是太阳能和用户之间相联系的必经之路。

因此要研究太阳能光伏发电的过程，就需要重点研究逆变电路这一部分。

如图2（a）所示，是采用功率场效应管MOSFET 构成的比较简单的推挽式逆变电路，其变压器的中性抽头接于电源正极，MOSFET的一端接于电源负极，功率场效应管Q1，Q2交替的工作最后输出交流电力，但该电路的缺点是带感性负载的能力差，而且变压器的效率也较低，因此应用起来有一些条件限制。

采用绝缘栅双极晶体管IGBT构成的全桥逆变电路如图2（b）所示。

其中Q1和Q2之间的相位相差180°，其输出交流电压的值随Q1和Q2的输出变化而变化。

Q3和Q4同时导通构成续流回路，所以输出电压的波形不会受感性负载的影响，所以克服了由MOSFET构成的推挽式逆变电路的缺点，因此采用IGBT构成的全桥式逆变电路的应用较为广泛一些。

IGBT驱动电路原理及设计方法本文着重介绍三个IGBT驱动电路。

驱动电路的作用是将单片机输出的脉冲进行功率放大，以驱动IGBT，保证IGBT的可靠工作，驱动电路起着至关重要的作用，对IGBT驱动电路的基本要求如下：（1）提供适当的正向和反向输出电压，使IGBT可靠的开通和关断。

（2）提供足够大的瞬态功率或瞬时电流，使IGBT能迅速建立栅控电场而导通。

（3）尽可能小的输入输出延迟时间，以提高工作效率。

（4）足够高的输入输出电气隔离性能，使信号电路与栅极驱动电路绝缘。

（5）具有灵敏的过流保护能力驱动电路EXB841/840EXB841工作原理如图1,当EXB841的14脚和15脚有10mA 的电流流过1us以后IGBT正常开通，VCE下降至3V左右，6脚电压被钳制在8V左右，由于VS1稳压值是13V，所以不会被击穿，V3不导通，E点的电位约为20V，二极管VD截止，不影响V4和V5正常工作。

■- ■ ―- ■ —«■www.d i angon. com当14脚和15脚无电流流过，则V1和V2导通，V2的导通使V4截止、V5导通，IGBT栅极电荷通过V5迅速放电，引脚3电位下降至0V,是IGBT栅一射间承受5V左右的负偏压，IGBT可靠关断, 同时VCE的迅速上升使引脚6 “悬空”。

C2的放电使得B点电位为0V,则V S1仍然不导通，后续电路不动作，IGBT正常关断如有过流发生，IGBT的V CE过大使得VD2截止，使得VS1击穿，V3导通，C4通过R7放电，D点电位下降，从而使IGBT的栅一射间的电压UGE降低，完成慢关断，实现对IGBT的保护。

由EXB841 实现过流保护的过程可知，EXB841判定过电流的主要依据是6脚的电压，6脚的电压不仅与VCE有关，还和二极管VD2的导通电压Vd 有关。

典型接线方法如图2,使用时注意如下几点：a、I GBT栅-射极驱动回路往返接线不能太长（一般应该小于1m），并且应该采用双绞线接法，防止干扰。

如何设计出简单实用的IGBT驱动电路？2014-07-23来源：电子信息网分析IGBT驱动条件后再介绍几种常见IGBT驱动电路，并给出各自电路的优缺点，本文自行设计了的一种简单、实用的新型IGBT驱动电路。

实践表明，该电路经济、实用、安全、可靠，同时具有优良的IGBT过电流保护功能，应用前景好。

绝缘门极双极型晶体管(Isolated Gate Bipolar Transistor)简称IGBT。

也称绝缘门极晶体管。

由于IGBT内具有寄生晶闸管，所以也可称作为绝缘门极晶闸管，它是八十年代中期发展起来的一种新型复合器件。

由于它将MOSFET和GTR的优点集于一身，既具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又有通态电压低耐压高的优点，因此发展很快，倍受欢迎，在电机驱动、中频和开关电源以及要求快速、低损耗的领域，IGBT有取代MOSFET和GTR的趋势。

但在IGBT实际应用中一个要重点考虑的问题是其栅极驱动电路设计的合理与否，在此我们自行设计了一种简单尔实用的驱动电路，并取得了很好的效果。

IGBT的驱动条件IGBT的驱动条件与它的静态和动态特性密切相关。

栅极的正偏压+VGE、负偏压-VGE和栅极电阻RG的大小，对IGBT的通态电压、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dVCE/dt等参数都有不同程度的影响。

门极驱动条件与器件特性的关系如表1所示。

表1 门极驱动条件与器件特性的关系当VGS增加时，通态电压下降，IGBT的开通能量损耗下降，但是VGE 不能随意增加，因为VGE 增加到一定程度之后对IGBT的负载短路能力及dVCE/dt电流有不利影响。

负偏压-VGE的影响负偏压也是很重要的门极驱动条件，它直接影响IGBT的可靠运行。

虽然-VGE 对关断能耗没有显著影响，担负偏压的增高会使漏极浪涌电流明显下降，从而避免过大的漏极浪涌电流使IGBT 发生不可控的擎住现象。

门极电阻RG的影响门极电阻增加，使IGBT的开通与关断能耗均增加，门极电阻减小又使di/dt 增大，可能引发IGBT 误导通，同时RG上的能耗也有所增加。

IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计无源逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置。

在无源逆变器中，使用单相电压型全桥拓扑结构，其中IGBT是指绝缘栅双极型晶体管，具有高电压和高电流开关特性。

本文将详细设计IGBT单相电压型全桥无源逆变电路。

设计要求：1. 输入电压：直流电压为Vin。

2. 输出电压：交流电压为Vout，频率为f。

3.负载：纯电阻性负载。

电路原理：1. 在每个IGBT导通期间的2/3时间内，两个IGBT之一导通，直流电压Vin流过负载。

2.在导通的另外1/3时间内，两个IGBT同时导通，负载两端电压降为零。

电路结构：1.两个开关电路串联：IGBT1和IGBT4、IGBT3和IGBT22.两个共享电压元件：一个直流电源和一个电感。

电路设计：1.选择IGBT：根据输入电压和负载电流选择IGBT，确保IGBT的电流和电压额定值工作在安全范围内。

2.选择电感：根据电压和电流需求选取合适的电感，它能平滑电路的工作并提供稳定的电流输出。

3.选择电容：选取合适的电容来平滑输出电压。

4.选择二极管：选择合适的二极管防止反向电流损坏电路。

参数计算：1. 选择输入电压Vin。

2. 根据输出电压Vout和负载电流计算负载电阻Rload。

3. 根据输出电压Vout和负载电流计算功率P。

4.根据频率f和功率P计算电感L和电容C的值。

原理图设计：根据电路设计和参数计算结果，绘制原理图。

确保各个组件的连接正确并保证整个电路的工作稳定。

电路实现：将电路原理图转换为实际的电路板。

在实际实施中，要注意电路的布局合理性、组件之间的联接可靠性，以确保电路能够正常工作。

性能测试：测试电路的性能，包括输出电压和电流的波形、频率和效率。

如果有必要，可以进行调整和改进。

总结：。

三种IGBT驱动电路和保护方法详解IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种功率开关器件，具有高压能力和快速开关速度，广泛应用于各类电力电子设备中。

为了保证IGBT的正常工作和延长寿命，需要合理设计驱动电路和采取保护措施。

以下将详细介绍三种常见的IGBT驱动电路和保护方法。

1.全桥驱动电路：全桥驱动电路使用四个驱动器来控制IGBT的开关动作，通过驱动信号的控制确保IGBT的正确触发。

全桥驱动电路的优点是开关速度快、电流能力高、噪音抵抗能力强。

驱动信号的产生可以通过模拟电路或数字电路实现，后者具有更高的可靠性和精准性。

在全桥驱动电路中，还会配备隔离变压器，用于提供与主电源隔离的驱动信号。

保护方法：（1）过温保护：通过测量IGBT芯片的温度，一旦温度超过设定值，即切断IGBT的驱动信号，防止过热损坏。

（2）过流保护：通过监测IGBT输入电流，当电流超过额定值时，切断IGBT的驱动信号，避免损坏。

（3）过压保护：检测IGBT的输入电压，当电压超过设定值时，中断驱动信号，以防止损坏。

（4）过电压保护：通过监测IGBT的输出电压，当电压异常升高时，关闭IGBT的驱动信号，避免对后续电路造成损害。

（5）失控保护：当IGBT因为故障或其他原因丧失了晶体管功能时，立即中断其驱动信号，以保护设备安全。

2.半桥驱动电路：半桥驱动电路仅使用两个驱动器来控制一个IGBT的开关动作。

相比于全桥驱动电路，半桥驱动电路简化了驱动电路的设计，成本更低。

但由于只有单个驱动器来控制IGBT，因此其驱动能力和噪音抵抗能力相对较弱。

保护方法：半桥驱动电路的保护方法与全桥驱动电路类似，包括过温保护、过流保护、过压保护、过电压保护和失控保护等。

可以将这些保护方法集成在半桥驱动电路中，一旦触发保护条件，即切断驱动信号，以保护IGBT和其他电路设备。

3.隔离式驱动电路：隔离式驱动电路通过隔离变压器将主电源与IGBT的驱动信号分隔开，能够提高系统的稳定性和安全性。

3.控制电路设计3.1控制电路原理图及分析图3-1 IGBT驱动电路原理图本系统中对逆变部分的控制采用以51单片机为核心的数字控制方式，由51单片机产生的PWM信号控制IGBT的导通与关断，但是51单片机输出的电压和电流较小，不满足驱动IGBT的最小要求，因此需要专门的IGBT驱动电路。

IGBT的驱动电路如下图所示。

单片机从PWM1引脚发出PWM信号，输入TLP250，然后，TLP250从G1和E1输出IGBT的驱动信号，G1和E1分别接到IGBT的栅极和发射极。

为了使IGBT可以加速关断速度，使系统运行更加可靠，当IGBT关断时，使栅极和发射极之间为负电压。

在电路中，采用6V的稳压管2CW7C，供电电压为15V。

当前端输入导通时，栅极和发射极之间产生9V电压，驱动IGBT导通；当前端输入关断时，栅极和发射极之间产生负6V的电压，加快了IGBT的关断，保证了系统的可靠运行。

3.2 驱动电路设计（1）光耦隔离的选型在本设计中，IGBT的驱动采用了东芝公司的TLP250芯片。

TLP250前端最小导通电流为5mA，供电电压为10—35V，输出电流可达1.5A，隔离电压可达2500V，额定工作频率为25KHZ。

并且外围电路简单，工作稳定可靠。

TLP250是8脚DIP封装，适用于栅极驱动的IGBT管和大功率MOSFET管•输入阈值电流: IF=5mA(最大)•电源电流(ICC) : 11mA(最大)•电源电压(VCC): 10~35V•输出电流(IO): ±2.0A(最大)•开关转换时间(tpLH/tpHL) : 0.5µs(最大)•隔离电压: 2500Vrms图3-2 管脚排列(俯视图)1:空置5:地2:正极6:电压输出3:负极7:电压输出4:空置8:电源注：用一个0.1µF陶瓷电容应该连接在8脚和5脚之间来获得稳定的放大增益。

. 错误的走线（绕线）可能会削弱开关的性能。

电容和耦合器之间的总长度不能超过1cm。

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。

一种用于IGBT模块的驱动电路设计作者：海飞乐技术时间：2017-05-10 15:581.引言IGBT因其具有徳和压降低、工作频率高、输入阻抗高、热稳定性、易触发和能承受高压强电流等优点而成为大功率逆变器和开关电源等电力电子装置的首选功率器件，但lGBT 和晶闸管一样，其过载能力不高，工程应用反馈的情况表明，大容量IGBT器件的故障损坏率比小电流的IGBT器件高得多。

在IGBT应用中，除其本身的技术水平以外，另一个要考虑的重要因素是其驱动器的设计是否合理与可靠。

IGBT驱动器作为功率电路和控制器之间的接口电路，对系统的功耗和可靠性等方面有着极大的作用，一个优化的驱动器在功率变换系统中是不可或缺的，选择适当的驱动电路就和变换器整体方案的可靠性紧密相关。

本文从应用角度介绍一款N沟道lGBT栅极驱动电路(600-1700V，20-400A的IGBT，驱动电流5A)，输入与输出之间采用光电耦合以提供所需的电气隔离。

模块具有短路、欠压保护功能，所需外围元件极少，对供电电源要求低，易于使用，适应各种不同类型的IGBT 驱动。

将该驱动模块电路应用于5.5kVA有源电力滤波器中，证明了所设计的电路完全可以对IGBT进行有效驱动、控制和过流保护，且电路简单性价比高。

1.IGBT驱动电路原理框图根据IGBT的静态特性、开关暂态特性并考虑其允许的安全工作区，工作时门极驱动保护电路应满足如下基本要求：提供足够的栅极电压来开通IGBT，并在开通期间保持这个电压在最初开通阶段，提供足够的栅极驱动电流来减少开通损耗和保证IGBT的开通速度；在关断期间，提供一个反向偏重电压来提高抗EMI噪声的能力并减少关断损耗；在IGBT功率电路和控制电路之间提供电气隔高。

对lGBT逆变器，一般要求的电气隔离为2500V以上;在短路故障发生时，驱动电路能通过合理的栅极电压动作进行IGBT保护，并发出故障信号到控制系统。

依据上述要求，本文设计一款驱动模块，其原理框图如图1所示(图1只是描述逻辑关系)。

全桥逆变电路IGBT模块的实用驱动设计一、本文概述《全桥逆变电路IGBT模块的实用驱动设计》一文旨在深入探讨全桥逆变电路中IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块的高效、可靠驱动技术。

该文以工程实践为导向，结合理论基础与现代电力电子技术的发展趋势，系统地阐述了IGBT模块驱动设计的关键要素、设计原则、常见挑战以及应对策略，旨在为相关领域的工程师和研究人员提供一套全面且实用的驱动设计方案参考。

文章将对全桥逆变电路的工作原理及IGBT模块在其中的核心作用进行简要回顾，强调其作为功率开关器件在电能转换过程中的高效性和可控性。

在此基础上，详述IGBT模块的结构特性、电气性能参数及其对驱动电路的具体要求，包括但不限于阈值电压、开关速度、安全工作区、栅极电荷等关键指标，为后续驱动设计的合理选择与优化奠定理论基础。

本文将聚焦于实用驱动设计的各个环节，从驱动电路拓扑的选择与设计开始，剖析隔离技术、驱动电源、缓冲电路、保护机制等关键组件的设计原则与实现细节。

将特别讨论驱动信号的形成与传输、栅极电阻的计算与选取、dvdt与didt抑制措施、过流与短路保护、过热与欠压保护等关键技术点，旨在确保IGBT模块在各种工况下能够稳定、快速、无损地开关，并有效延长其使用寿命。

进一步地，文中将结合实际应用案例，探讨驱动设计在不同应用场景下的适应性与优化策略，如工业变频器、新能源汽车、不间断电源（UPS）等领域的特定需求与挑战。

通过实例分析，读者将了解到如何根据具体应用条件，如负载特性、工作频率、环境温度、系统效率要求等，灵活调整和优化驱动方案，以实现最佳的系统性能与可靠性。

本文还将探讨驱动技术的最新进展与未来发展趋势，包括智能驱动、集成化驱动解决方案、基于新型半导体材料的驱动技术等前沿研究方向，以启发读者关注并跟进领域内的技术创新，不断提升全桥逆变电路中IGBT模块驱动设计的先进性与竞争力。

1 引言本次课程设计的题目是IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计（阻感负载），根据电力电子技术的相关知识，单相桥式逆变电路是一种常见的逆变电路，与整流电路相比较，把直流电变成交流电的电路成为逆变电路。

当交流侧接在电网上，称为有源逆变；当交流侧直接和负载相接时，称为无源逆变，逆变电路在现实生活中有很广泛的应用。

2 工作原理概论2. 1 IGBT的简述绝缘栅双极晶体管（Insulated-gate Bipolar Transistor）,英文简写为IGBT。

它是一种典型的全控器件。

它综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。

现已成为中、大功率电力电子设备的主导器件。

IGBT是三端器件，具有栅极G、集电极C和发射极E。

它可以看成是一个晶体管的基极通过电阻与MOSFET相连接所构成的一种器件。

其等效电路和电气符号如下：图2-1 IGBT等效电路和电气图形符号它的开通和关断是由栅极和发射极间的电压所决定的。

当UGE为正且大于开启电压UGE时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流进而是IGBT导通。

由于前面提到的电导调制效应，使得电阻减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。

当山脊与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的积极电流被切断，使得IGBT关断。

2.2电压型逆变电路的特点及主要类型根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的则称为电流型逆变电路。

电压型逆变电路有以下特点：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因为负载阻抗的情况不同而不同。

当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电子技术课程设计说明书IGBT 单相电压型全桥无源逆变电路设计学生姓名： 学号：学 院：专 业：指导教师：2013年01月XXX 1005044245 信息与通讯工程学院 电气工程及其自动化 XXX中北大学电子技术课程设计任务书2012/2013 学年第一学期学院：信息与通讯工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：胡定章学号： 1005044245课程设计题目：IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计起迄日期: 12月24日~ 01月4 日课程设计地点:电气工程系软件实验室指导教师:石喜玲系主任：王忠庆下达任务书日期: 2012 年 12 月 24日课程设计任务书1．设计目的：1.加深理解《电力电子技术》课程的基本理论2.掌握电力电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力3.学习MATLAB仿真软件及各模块参数的确定2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计条件：1.电源电压：直流U d=100V2.输出功率：300W3.输出电压波行1KHz方波，脉宽4.阻感负载根据课程设计题目和设计条件，说明主电路的工作原理、计算选择元器件参数。

设计内容包括：1.IGBT电流、电压额定参数选择2.IGBT控制电路的设计3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：1.根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，确定各器件参数，设计电路原理图；2.利用MATLAB仿真软件绘制主电路结构模型图，设置相应的参数。

3.用示波器模块观察和记录电源电压、控制信号、负载电压的波形图。

课程设计任务书4．主要参考文献：[1].王兆安.电力电子技术.机械工业出版社.2009[2].李传琦.电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社.2005[3].洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.机械工业出版社.2006[4].钟炎平.电力电子电路设计.华中科技大学出版社.20105．设计成果形式及要求：1.电路原理图及各器件参数计算2. MATLAB仿真3.编写课程设计报告。

IGBT强驱动电路的设计变压器隔离全桥电路根据脉冲渗碳电源要求，设计一种具有高可靠性、倌号传输无延迟、驱动能力强等特点的IGBT 强驱动电路，详细分拼了工作原理，对电路测试中出现的电流尖峰进行了抑制。

在此基础上得出几个主要影响驱动电路的因素。

实际用于大功率IGBT桥电路驱动，工作稳定可靠。

结果表明，所设计的电路结构简单，驱动能力强，可靠性高，且对用变压器驱动大功率全桥电路有通用性。

在脉冲电源中，驱动电路的好坏直接关系到逆变器能否正常工作。

好的驱动电路首先要保证开关管安全，其次还要使开关管具有较小的损耗。

这两者之间又是矛盾的。

因为由功率开关元件引起的损耗主要是开关损耗（开通损耗和关断损耗）。

开关损耗与驱动脉冲信号的上升沿陡度和下降沿陡度有很大关系。

下降沿和上升沿越陡，相应的开关损耗就越小，即电压和电流重迭的时间越短。

但是较陡的上升沿和下降沿又会产生过大冲击电流和电压尖峰，威胁开关管的安全王作。

因此要实现电源安全且高效率的工作，就要抑制或吸收这些电流和电压尖峰。

这里给出了一种变压器驱动的大功率IGBT模块电路，它既具有较强的驱动能力，又能很好地吸收电压和电流尖峰。

1 驱动电路神分析及此种驱动电路存在问题在中频脉冲渗碳电源中，能怏速进行过流保护是至关重要的，而驱动脉冲无延迟地传输，对实时过流保护起至关重要作用；同时为了减少开关损耗，还要求很陡的驱动脉冲上升沿和下降沿；一些特殊场合要求紧凑而简洁、不附加驱动电源等。

综合考虑以上要求，采用变压器隔离全桥驱动电路。

其电路如图1所示。

图1中两个桥臂各远两一个N－MOSFET和一个P－MOSFET。

两路PWM控鼠信号1或2为高电平时，即1为高电平，2为低电平。

Q1和Q4关断，Q2和Q3导通，Q5开通。

此时，Q2 ，Q3和T1的原边绕组就形成通路，脉冲电压加在T1的原边。

相应的次边会得动驱动脉冲信号。

1，2都为低电平时。

Q1、Q2会同时导通，T1原边被短路，则次边无脉冲输出。

如何使用IGBT模块简化电机驱动装置和逆变器的设计电机和逆变器的使用在工业自动化、机器人、电动汽车、太阳能、白色家电和电动工具等应用中持续增长。

伴随着这种增长是对提高效率、降低成本、缩小封装和简化整体设计的需求。

虽然使用分立式绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 设计定制电机和逆变器功率电子器件以满足特定要求很有诱惑力，但从长远来看，这样做的成本很高，而且会延误设计进度。

相反，设计人员可以使用现成的 IGBT 模块，将多个功率器件组合到一个封装中。

此类模块支持设计人员以最少的互连来开发紧凑的系统，从而简化组装，缩短上市所需时间，降低成本，并提高整体性能。

配套使用合适的 IGBT 驱动器，使用 IGBT 模块就可以开发出高效、低成本的电机驱动装置和逆变器。

本文先简要介绍电机和逆变器以及相关驱动电路和性能要求，然后回顾使用IGBT 模块的优点和各种模块封装标准，最后介绍基于NXP Semiconductors、Infineon Technologies、Texas Instruments、STMicroelectronics 和 ON Semiconductor 等厂商的IGBT 模块和驱动器IC 的电机驱动和逆变器设计方案，以及如何应用这些方案，包括评估板的使用。

1电机类型和效率标准IEC/EN 60034-30 将电机效率分为 IE1 至 IE5 五个等级。

美国电气制造商协会(NEMA) 从“标准效率”到“超高效率”都有相应的评级标准（图1）。

为了达到更高的效率标准，使用电子驱动是必要的。

采用电子驱动的交流感应电机可以满足IE3 和IE4 的要求。

为了达到IE5 的效率水平，需要组合使用成本较高的永磁电机和电子驱动。

低成本微控制器 (MCU) 的发展能够让设计人员使用上矢量控制技术——亦称磁场定向控制 (FOC)。

这是一种变频驱动 (VFD) 控制方法，其中三相交流电机的定子电流被视为两个正交分量，可以用矢量可视化。

电子技术课程设计说明书IGBT 单相电压型全桥无源逆变电路设计学生姓名： 学号：学 院： 专指导教师：2013年01月XXX 1005044245 信息与通讯工程学院 电气工程及其自动化中北大学电子技术课程设计任务书2012/2013 学年第一学期学院：信息与通讯工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：胡定章学号： 1005044245课程设计题目：IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计起迄日期: 12月24日~ 01月4 日课程设计地点:电气工程系软件实验室指导教师:石喜玲系主任：王忠庆下达任务书日期: 2012 年 12 月 24日课程设计任务书课程设计任务书目录1 引言 (1)2 工作原理概论 (1)2.1 IGBT的简述 (1)2.2 电压型逆变电路的特点及主要类型 (2)2.3 IGBT单相电压型全桥无源逆变电路原理分析 (2)3 主电路设计及参数选择 (3)3.1 主电路仿真图 (3)3.2参数设置及计算 (3)3.2.1参数设置 (3)3.2.2计算 (3)3.2.3设置主电路 (4)4 仿真电路结果的分析 (5)4.1 仿真电路图 (5)1.1.14.1.1 触发电平与负载输出波的波形图 (5)4.1.2 IGBT电流电压波形图 (6)4.2 仿真波形分析 (6)5 总结 (7)参考文献 (7)2引言本次课程设计的题目是IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计，根据电力电子技术的相关知识，单相桥式逆变电路是一种常见的逆变电路，与整流电路相比较，把直流电变成交流电的电路成为逆变电路。

当交流侧接在电网上，称为有源逆变；当交流侧直接和负载相接时，称为无源逆变，逆变电路在现实生活中有很广泛的应用。

3工作原理概论2. 1 IGBT的简述绝缘栅双极晶体管（Insulated-gate Bipolar Transistor）,英文简写为IGBT。

它是一种典型的全控器件。

它综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。