【摘要】：能源嚴(yán)重匱乏的今天,節(jié)能減排已成為當(dāng)下的熱點(diǎn),實(shí)現(xiàn)電機(jī)高效驅(qū)動(dòng)已變得愈發(fā)的重要。由于IGBT兼具了MOSFET和GTR在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn),IGBT在電機(jī)驅(qū)動(dòng)中作為開關(guān)管的優(yōu)勢愈發(fā)的明顯,實(shí)現(xiàn)IGBT可靠、高效的驅(qū)動(dòng)成為了電機(jī)高效驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵。本文依托實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的工藝平臺(tái)設(shè)計(jì)的高壓IGBT半橋驅(qū)動(dòng)電路主要運(yùn)用于驅(qū)動(dòng)半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中作為開關(guān)管的IGBT,根據(jù)應(yīng)用要求,本款電路希望達(dá)到的指標(biāo):隔離最高耐壓可達(dá)600 V,電流的峰值輸出電流可達(dá)+1 A/-2 A,具有完善的保護(hù)功能,并實(shí)現(xiàn)低功耗要求。本文擬采用國外一種前沿的隔離技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高低端信號(hào)傳輸?shù)母綦x,驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)采用雙NMOS作為輸出功率器件提高電路的輸出電路能力,添加過溫保護(hù),欠壓保護(hù),留出使能端口來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路的可靠性工作。本文首先介紹了高壓器件和隔離技術(shù)的基本原理和電路的整體架構(gòu),根據(jù)整體架構(gòu)介紹了四個(gè)子電路的設(shè)計(jì)思想:輸出級(jí)電路添加施密特觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)3.3V/5 V輸入信號(hào)的兼容;邏輯控制電路通過邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電路的控制;輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)對(duì)輸入控制邏輯信號(hào)實(shí)現(xiàn)功率放大以驅(qū)動(dòng)后級(jí)輸出NMOS管,采用雙NMOS作為輸出器件,提高輸出電流能力,并在輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)內(nèi)部加入欠壓保護(hù)模塊與外部欠壓保護(hù)電路相配合實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的可靠性工作;整體電路內(nèi)部添加欠壓保護(hù)、過溫保護(hù)和留出使能端口來實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路高效、穩(wěn)定的工作。另外電路利用激勵(lì)電源產(chǎn)生電路將電源電壓轉(zhuǎn)化為5 V電平給芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)供電,實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部的低功耗。最后運(yùn)用仿真軟件對(duì)各個(gè)子模塊和低端驅(qū)動(dòng)通道整體進(jìn)行仿真,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)理論的驗(yàn)證。
[Abstract]:Nowadays, energy saving and emission reduction has become a hot spot, and the realization of efficient motor drive has become more and more important. Because IGBT has the advantages of both MOSFET and GTR in motor driving, the advantage of IGBT as switch tube in motor drive becomes more and more obvious. The realization of IGBT is reliable and efficient driving has become the key to efficient drive of motor. In this paper, the high-voltage IGBT half-bridge drive circuit, which is designed based on the existing technology platform in the laboratory, is mainly used in the drive half-bridge topology, which is used as a switch tube according to the application requirements. The aim of this circuit is that the maximum isolation voltage can reach 600V, the peak output current of current can reach 1 A / -2 A, and it has perfect protection function and low power requirement. In this paper, a foreign advanced isolation technology is used to realize the isolation of the signal transmission at the high and low end. The output stage uses double NMOS as the output power device to improve the output circuit capability, to add the over-temperature protection and the under-voltage protection. The power port is reserved for the reliability of the drive circuit. This paper first introduces the basic principle of high voltage device and isolation technology and the whole structure of the circuit. According to the overall structure, the design idea of four sub-circuits is introduced: the output circuit adds Schmitt flip-flop to realize the compatibility of 3.3V/5 V input signal; The logic control circuit controls the whole circuit through logic operation, the output drive stage amplifies the input control logic signal to drive the output NMOS transistor, and uses double NMOS as the output device to improve the output current capacity. In the output drive stage, an under-voltage protection module and an external under-voltage protection circuit are added to realize the reliability of the whole circuit, and the whole circuit is implemented by adding the under-voltage protection, over-temperature protection and leaving the output energy port to realize the high efficiency of the whole circuit. A steady job. In addition, the circuit uses the exciting power generation circuit to convert the power supply voltage to 5 V level to supply power inside the chip to realize the low power consumption inside the chip. Finally, the simulation software is used to simulate each sub-module and low-end driving channel, and the simulation results are analyzed to verify the theory.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN322.8

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本文編號(hào)：2267123