IGBT-IPM智能模塊的電路設(shè)計及在SVG裝置中的應(yīng)用

時間：2023-05-01 12:12:23 電子通信論文我要投稿

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摘要：介紹了IGBT-IPM智能模塊的基本情況和功能特點，并對該智能功率模塊的相關(guān)電路設(shè)計方法和需要注意的問題進(jìn)行了深入地分析，最后結(jié)合SVG裝置，詳細(xì)說明了該模塊的應(yīng)用，并給出了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。

關(guān)鍵詞：IGBT-IPM智能模塊；SVG；DSP

１　引言

電力系統(tǒng)中大功率電力電子裝置的開關(guān)元件主要是晶閘管和ＧＴＯ。但是，隨著近年來雙極功率晶體管及功率ＭＯＳＦＥＴ的問世以及生產(chǎn)技術(shù)的成熟，這些開關(guān)元件憑借自身優(yōu)越的性能逐漸替代了晶閘管和ＧＴＯ，并朝著節(jié)能、輕便、小型化的方向迅速發(fā)展。ＩＧＢＴ－ＩＰＭ?ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄｕｌｅ）智能模塊正是其中的代表之一，它將ＩＧＢＴ單元、驅(qū)動電路、保護(hù)電路等結(jié)合在一個模塊之中，利用這些優(yōu)越的特性可極大地提高實際應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性?同時可簡化設(shè)計的難度?縮小裝置的體積。

圖1

２�。桑牵拢灾悄苣K的主要特點

與過去ＩＧＢＴ模塊和驅(qū)動電路的組合電路相比，ＩＧＢＴ－ＩＰＭ內(nèi)含驅(qū)動電路且保護(hù)功能齊全，因而可極大地提高應(yīng)用系統(tǒng)整機(jī)的可靠性。本文將要介紹的是富士電機(jī)最新推出的Ｒ系列ＩＰＭ智能功率模塊７ＭＢＰ１００ＲＡ－１２０的主要特點和使用情況。它除了具有體積小、可靠性高、價格低廉等優(yōu)點以外，還具有以下主要功能：

●內(nèi)含驅(qū)動電路。該模塊同時具有軟開關(guān)特性，可控制ＩＧＢＴ開關(guān)時的ｄＶ／ｄｔ和浪涌電壓；用單電源驅(qū)動時，無需反向偏壓電源；并可防止誤導(dǎo)通。關(guān)斷時，ＩＧＢＴ柵極低阻抗接地可防止噪音等引起ＶＧＥ上升而誤導(dǎo)通；模塊中的每個ＩＧＢＴ的驅(qū)動電路都設(shè)計了最佳的驅(qū)動條件。

●內(nèi)含各種保護(hù)電路。每個ＩＧＢＴ都具有過流保護(hù)（ＯＣ）、負(fù)載短路保護(hù)（ＳＣ）、控制電源欠壓保護(hù)（ＵＶ）和過熱保護(hù)（ＯＨ）等功能。

圖2

●內(nèi)含報警輸出功能。當(dāng)出現(xiàn)上述保護(hù)動作時，可向控制ＩＰＭ的微機(jī)系統(tǒng)輸出報警信號。

●包含有制動電路。內(nèi)含制動單元的ＩＰＭ模塊，用此單元可以抑制ＰＮ端子間的電壓升高。

圖１為該ＩＧＢＴ－ＩＰＭ智能模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，圖中的前置驅(qū)動部分包括驅(qū)動放大、短路保護(hù)、過流保護(hù)、欠壓閉鎖、管心過熱保護(hù)等功能電路。圖中，各個引腳和端子的標(biāo)號列于表１。

表1 IGBT-IPM智能模塊的腳及端子標(biāo)號

端子標(biāo)號

內(nèi) 容

P,N經(jīng)過整流變換平滑濾波后的主電源Vd的輸入端子。P：+端，N：-端B制動輸出端子：再生制動電阻電流的輸出端子。不

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