本文關(guān)鍵詞：高性能IGBT驅(qū)動(dòng)板的設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近兩年國內(nèi)汽車的價(jià)格和競爭壓力都在增大,行業(yè)利潤率和銷量已駛?cè)胂滦型ǖ馈＿@一背景下,國家下發(fā)了一系列補(bǔ)貼政策鼓勵(lì)新能源汽車發(fā)展,使之成為市場新寵。“十三五規(guī)劃”報(bào)告明確提出,“大力發(fā)展和推廣以電動(dòng)汽車為主的新能源汽車,加快建設(shè)城市停車場和充電設(shè)施�！边@意味著,電動(dòng)汽車相比其他新能源能源汽車將成為該領(lǐng)域研究和發(fā)展的主力地位。IGBT驅(qū)動(dòng)模塊作為新能源汽車“三縱三橫”發(fā)展戰(zhàn)略中的一環(huán),直接關(guān)系系統(tǒng)的可靠性。同時(shí),驅(qū)動(dòng)板作為高壓主電路IGBT模塊和低壓PWM控制驅(qū)動(dòng)部分的中轉(zhuǎn)站,同時(shí)承擔(dān)著驅(qū)動(dòng)IGBT模塊和保護(hù)該模塊的任務(wù),在IGBT工作中起著舉足輕重的作用。本文以設(shè)計(jì)和研究IGBT驅(qū)動(dòng)板為目標(biāo),主要分為以下幾個(gè)方面：首先,結(jié)合IGBT的市場和在純電動(dòng)汽車中的應(yīng)用,概述驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)展現(xiàn)狀。對具有代表性的產(chǎn)品進(jìn)行了歸納和對比。以IGBT為研究對象,分析其結(jié)構(gòu),原理,失效因素等,作為驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)、保護(hù)要求和總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)。并用Saber軟件創(chuàng)建了的一款I(lǐng)GBT的模型；其次,結(jié)合可行性方案利弊分析,設(shè)計(jì)了IGBT驅(qū)動(dòng)板的電路圖。電路主要分為母線電壓的檢測電路,IGBT及驅(qū)動(dòng)板的溫度檢測和報(bào)錯(cuò)電路,隔離電源電路,驅(qū)動(dòng)主電路。對驅(qū)動(dòng)主電路一系列IGBT保護(hù)功能進(jìn)行了原理分析。對隔離電路中的變壓器進(jìn)行了設(shè)計(jì),搭建了驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu),隨后用Saber, Pispice對以上模塊進(jìn)行仿真,證明原理正確性。最后,為使驅(qū)動(dòng)板能有效的抵御各層間信號的干擾,減少寄生電感,提高穩(wěn)定性,分析了布局布線等要求,用Cadence Allegro設(shè)計(jì)和繪制了六層板。隨后用相應(yīng)的軟件,進(jìn)行了SI、PI仿真。驗(yàn)證信號質(zhì)量的可靠性,對問題信號進(jìn)行了優(yōu)化。仿真PCB諧振和電流密度,對諧振點(diǎn)噪音較高的位置進(jìn)行優(yōu)化。為提高設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)板可靠穩(wěn)定性提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：IGBT驅(qū)動(dòng)板 PCB 信號完整性 電源完整性
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6;TN322.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題的研究背景和意義8-9
• 1.2 IGBT驅(qū)動(dòng)板學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 學(xué)術(shù)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 IGBT驅(qū)動(dòng)模塊國內(nèi)外產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀11-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容、研究目標(biāo)、擬解決的關(guān)鍵問題14-16
• 2 IGBT的特性和驅(qū)動(dòng)板的要求16-26
• 2.1 IGBT的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2 IGBT靜態(tài)特性17-18
• 2.3 IGBT暫態(tài)特性18-21
• 2.4 IGBT的失效形式21-23
• 2.4.1 工藝局限性所致21-22
• 2.4.2 過應(yīng)力因素22-23
• 2.5 對IGBT驅(qū)動(dòng)板的要求23-25
• 2.6 小結(jié)25-26
• 3 IGBT驅(qū)動(dòng)板原理設(shè)計(jì)26-37
• 3.1 流母線部分電壓檢測原理圖26-27
• 3.2 溫度檢測電路27-29
• 3.3 PWM振蕩電路和電壓變換電路29-31
• 3.4 信號傳送電路31
• 3.5 IGBT驅(qū)動(dòng)主電路31-36
• 3.5.1 門極的過壓保護(hù)32-33
• 3.5.2 集射極過壓保護(hù)33-34
• 3.5.3 短路保護(hù)和主動(dòng)米勒鉗位34-36
• 3.6 小結(jié)36-37
• 4 IGBT驅(qū)動(dòng)板部分電路原理仿真37-49
• 4.1 IGBT驅(qū)動(dòng)主電路仿真37-39
• 4.1.1 驅(qū)動(dòng)仿真電路的結(jié)構(gòu)37-38
• 4.1.2 仿真與結(jié)果分析38-39
• 4.2 震蕩電路的仿真39-41
• 4.3 變壓器的設(shè)計(jì)和仿真41-44
• 4.3.1 變壓器的設(shè)計(jì)41-43
• 4.3.2 變壓器的仿真43-44
• 4.4 溫度檢測電路的仿真44-45
• 4.5 1ED020I12-FA芯片的功能及部分仿真45-48
• 4.5.1 芯片特點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)性能45-46
• 4.5.2 芯片的保護(hù)功能46-47
• 4.5.3 短路保護(hù)的仿真47-48
• 4.6 小結(jié)48-49
• 5 IGBT驅(qū)動(dòng)板的PCB設(shè)計(jì)和板級仿真49-66
• 5.1 IGBT驅(qū)動(dòng)板的PCB設(shè)計(jì)49-52
• 5.1.1 疊層設(shè)計(jì)49
• 5.1.2 布局49-52
• 5.2 IGBT驅(qū)動(dòng)板的信號完整性仿真52-55
• 5.2.1 IBIS模型52-54
• 5.2.2 常見的信號完整性問題匯總54-55
• 5.3 驅(qū)動(dòng)板的信號完整性分析55-60
• 5.3.1 震蕩電路的PWM仿真55-56
• 5.3.2 /RDY信號56
• 5.3.3 /Flt信號56-57
• 5.3.4 驅(qū)動(dòng)信號IN-57-59
• 5.3.5 溫度報(bào)錯(cuò)信號Temp-flt仿真59-60
• 5.4 PCB板的諧振分析60-65
• 5.4.1 電流密度分布的仿真和優(yōu)化60-62
• 5.4.2 諧振分析62-65
• 5.5 小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70-71

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本文編號：267908