本文關鍵詞：IGBT驅(qū)動策略與仿真研究　出處：《華中科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著IGBT功率等級的不斷提高,IGBT驅(qū)動策略面臨著新的挑戰(zhàn),如高耐壓值與開關速度間的矛盾、開通速度較慢與更早地檢測短路狀態(tài)間的矛盾、更大的電流下降速率帶來更高的關斷電壓尖峰等。因此,研究能夠優(yōu)化IGBT開關過程、提升短路保護性能的IGBT驅(qū)動策略具有重要的意義。在本文中,對IGBT的工作機理及工作特性進行了介紹,使用雙極傳輸理論對Hefner數(shù)學模型進行了詳細推導,并將關斷暫態(tài)模型中的耗盡層電容作為時間的函數(shù),作出了修正�；诜治龊屯茖ЫY論,研究了包括閉環(huán)變電阻開關、dic/dt與集電極電壓聯(lián)合檢測短路、基于變門極電壓軟關斷的IGBT驅(qū)動保護策略�；赟aber建立IGBT仿真模型,對模型進行了靜態(tài)特性仿真以及雙脈沖測試仿真。利用該模型搭建了IGBT驅(qū)動仿真平臺,對閉環(huán)、開環(huán)及不變電阻的開關策略進行了仿真對比;在不同短路情況下進行了短路檢測策略仿真;在不同短路情況下進行了硬關斷、軟關斷短路保護策略仿真對比。通過對建立的IGBT模型進行靜態(tài)、動態(tài)特性仿真并將結果與數(shù)據(jù)手冊及同類模型對比,驗證了所建模型具有較高的準確性。利用該模型進行了驅(qū)動保護策略仿真,仿真結果表明:閉環(huán)變電阻開關策略具有自動確定變電阻時刻、加快IGBT開關速度并減小功耗的優(yōu)勢;dic/dt與集電極電壓聯(lián)合檢測短路策略能夠?qū)Ω鞣N短路狀況進行全面檢測,并在dic/dt很大的情況下使檢測短路的時刻提前;基于變門極電壓的軟關斷策略可以大大降低短路關斷電壓尖峰并且不需要等待集電極電壓穩(wěn)定。
[Abstract]:With the continuous improvement of IGBT power level, the driving strategy of IGBT is facing new challenges, such as the contradiction between high voltage value and switching speed, the contradiction between lower turn-on speed and earlier detection of short-circuit state. Therefore, it is of great significance to study the IGBT drive strategy which can optimize the switching process of IGBT and improve the performance of short-circuit protection. The working mechanism and characteristics of IGBT are introduced, and the mathematical model of Hefner is deduced in detail by using the bipolar transmission theory. The depletion layer capacitance in the turn-off transient model is modified as a function of time. Based on the analysis and derivation, the closed-loop variable-resistance switch is studied. Dic/dt is combined with collector voltage to detect short circuit, and IGBT driver protection strategy based on variable gate voltage soft turn-off. IGBT simulation model is established based on Saber. The static characteristic simulation and double-pulse test simulation of the model are carried out. The IGBT driving simulation platform is built using the model, and the closed loop, open loop and invariant resistance switching strategies are simulated and compared. The short-circuit detection strategy is simulated under different short-circuit conditions. Through the static and dynamic simulation of the established IGBT model, the results are compared with the data manual and similar models. The simulation results show that the closed-loop variable-resistance switching strategy can automatically determine the variable-resistance time. The advantages of accelerating IGBT switching speed and reducing power consumption; Combined detection strategy of dic/dt and collector voltage can detect all kinds of short circuit and make the detection of short circuit ahead of time when dic/dt is very large. The soft turn-off strategy based on variable gate voltage can greatly reduce the peak of short-circuit turn-off voltage and do not need to wait for collector voltage stability.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN322.8

【參考文獻】

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本文編號：1376744