IGBT结构图左边所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构， N+区称为源区，附于其上的电极称为源极（即发射极E）。P+区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极（即门极G）。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区（包括P+和P-区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（Subchannel region）。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区（Drain injector），它是IGBT特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极（即集电极C）。三菱制大功率IGBT模块IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N-沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N-层的空穴（少子），对N-层进行电导调制，减小N-层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。
工作特性/IGBT
静态特性IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制，Ugs 越高， Id 越大。它与GTR 的输出特性相似．也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ，正向电压由J2 结承担，反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT 的某些应用范围。IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时，IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内， Id 与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般取为15V左右。IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT 处于导通态时，由于它的PNP 晶体管为宽基区晶体管，所以其B 值极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET 的电流成为IGBT 总电流的主要部分。此时，通态电压Uds(on) 可用下式表示：：Uds(on) = Uj1 + Udr + IdRoh式中Uj1 —— JI 结的正向电压，其值为0.7 ～1V ；Udr ——扩展电阻Rdr 上的压降；Roh ——沟道电阻。通态电流Ids 可用下式表示：Ids=(1+Bpnp)Imos式中Imos ——流过MOSFET 的电流。由于N+ 区存在电导调制效应，所以IGBT 的通态压降小，耐压1000V的IGBT 通态压降为2 ～ 3V 。IGBT 处于断态时，只有很小的泄漏电流存在。动态特性IGBT 在开通过程中，大部分时间是作为MOSFET 来运行的，只是在漏源电压Uds 下降过程后期， PNP 晶体管由放大区至饱和，又增加了一段延迟时间。td(on) 为开通延迟时间，tri 为电流上升时间。实际应用中常给出的漏极电流开通时间ton 即为td (on) tri 之和，漏源电压的下降时间由tfe1 和tfe2 组成。IGBT的触发和关断要求给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压，栅极电压可由不同的驱动电路产生。当选择这些驱动电路时，必须基于以下的参数来进行：器件关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。因为IGBT栅极- 发射极阻抗大，故可使用MOSFET驱动技术进行触发，不过由于IGBT的输入电容较MOSFET为大，故IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更高。IGBT在关断过程中，漏极电流的波形变为两段。因为MOSFET关断后，PNP晶体管的存储电荷难以迅速消除，造成漏极电流较长的尾部时间，td(off)为关断延迟时间，trv为电压Uds(f)的上升时间。实际应用中常常给出的漏极电流的下降时间Tf由图中的t(f1)和t(f2)两段组成，而漏极电流的关断时间t(off)=td(off)+trv十t(f)式中：td(off)与trv之和又称为存储时间。IGBT的开关速度低于MOSFET，但明显高于GTR。IGBT在关断时不需要负栅压来减少关断时间，但关断时间随栅极和发射极并联电阻的增加而增加。IGBT的开启电压约3～4V，和MOSFET相当。IGBT导通时的饱和压降比MOSFET低而和GTR接近，饱和压降随栅极电压的增加而降低。正式商用的IGBT器件的电压和电流容量还很有限，远远不能满足电力电子应用技术发展的需求；高压领域的许多应用中，要求器件的电压等级达到10KV以上，目前只能通过IGBT高压串联等技术来实现高压应用。国外的一些厂家如瑞士ABB公司采用软穿通原则研制出了8KV的IGBT器件，德国的EUPEC生产的A高压大功率IGBT器件已经获得实际应用，日本东芝也已涉足该领域。与此同时，各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠性、低成本技术，主要采用1um以下制作工艺，研制开发取得一些新进展。日 我国自主研发的高压大功率3300V/50A IGBT（绝缘栅双极型晶体管）芯片及由此芯片封装的大功率V IGBT模块通过专家鉴定，中国自此有了完全自主的IGBT“中国芯”。
研发进展/IGBT
IGBT（绝缘栅双极晶体管）作为新型电力半导体场控自关断器件，集功率MOSFET的高速性能与双极性器件的低电阻于一体，具有输进阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电力变换中获得极广泛的应用。与此同时，各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠、低本钱技术，主要采用1um以下制作工艺，研制开发取得一些新进展。1、低功率IGBTIGBT应用范围一般都在600V、1KA、1KHz以上区域，为满足家电行业的发展需求，摩托罗拉、ST半导体、三菱等公司推出低功率IGBT产品，实用于家电行业的微波炉、洗衣机、电磁灶、电子整流器、照相机等产品的应用。2、U-IGBTU（沟槽结构）--IGBT是在管芯上刻槽，芯片元胞内部形成沟槽式栅极。采用沟道结构后，可进一步缩小元胞尺寸，减少沟道电阻，进步电流密度，制造相同额定电流而芯片尺寸最少的产品。现有多家公司生产各种U—IGBT产品，适用低电压驱动、表面贴装的要求。3、NPT-IGBTNPT（非穿通型）--IGBT采用薄硅片技术，以离子注进发射区代替高复杂、高本钱的厚层高阻外延，可降低生产本钱25%左右，耐压越高本钱差越大，在性能上更具有特色，高速、低损耗、正温度系数，无锁定效应，在设计600—1200V的IGBT时，NPT—IGBT可靠性最高。西门子公司可提供600V、1200V、1700V系列产品和6500V高压IGBT，并推出低饱和压降DLC型NPT—IGBT，依克赛斯、哈里斯、英特西尔、东芝等公司也相继研制出NPT—IGBT及其模块系列，富士电机、摩托罗拉等在研制之中，NPT型正成为IGBT发展方向。4、SDB--IGBT鉴于目前厂家对IGBT的开发非常重视，三星、快捷等公司采用SDB（硅片直接键合）技术，在IC生产线上制作第四代高速IGBT及模块系列产品，特点为高速，低饱和压降，低拖尾电流，正温度系数易于并联，在600V和1200V电压范围性能优良，分为UF、RUF两大系统。5、超快速IGBT国际整流器IR公司的研发重点在于减少IGBT的拖尾效应，使其能快速关断，研制的超快速IGBT可最大限度地减少拖尾效应，关断时间不超过2000ns，采用特殊高能照射分层技术，关断时间可在100ns以下，拖尾更短，重点产品专为电机控制而设计，现有6种型号，另可用在大功率电源变换器中。6、IGBT/FRDIR公司在IGBT基础上推出两款结合FRD（快速恢复二极管）的新型器件，IGBT/FRD有效结合，将转换状态的损耗减少20%，采用TO—247外型封装，额定规格为1200V、25、50、75、100A，用于电机驱动和功率转换，以IGBT及FRD为基础的新技术便于器件并联，在多芯片模块中实现更均匀的温度，进步整体可靠性。7、IGBT功率模块IGBT功率模块采用IC驱动，各种驱动保护电路，高性能IGBT芯片，新型封装技术，从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。PIM向高压大电流发展，其产品水平为A/V，IPM除用于变频调速外，600A/2000V的IPM已用于电力机车VVVF逆变器。平面低电感封装技术是大电流IGBT模块为有源器件的PEBB，用于舰艇上的导弹发射装置。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术组装PEBB，大大降低电路接线电感，进步系统效率，现已开发成功第二代IPEM，其中所有的无源元件以埋层方式掩埋在衬底中。智能化、模块化成为IGBT发展热门。
输出特性与转移特性：IGBT的伏安特性是指以栅极电压VGE为参变量时，集电极电流IC与集电极电压VCE之间的关系曲线。IGBT的伏安特性与BJT的输出特性相似，也可分为饱和区I、放大区II和击穿区III三部分。IGBT作为开关器件稳态时主要工作在饱和导通区。IGBT的转移特性是指集电极输出电流IC与栅极电压之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同，当栅极电压VGE小于开启电压VGE(th)时，IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分集电极电流范围内，IC与VGE呈线性关系。IGBT与MOSFET的对比：MOSFET全称功率场效应晶体管。它的三个极分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。主要优点：热稳定性好、安全工作区大。缺点：击穿电压低，工作电流小。IGBT全称绝缘栅双极晶体管，是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。特点：击穿电压可达1200V，集电极最大饱和电流已超过1500A。由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上，工作频率可达20kHz。
判断极性首先将万用表拨在R×1KΩ挡，用万用表测量时，若某一极与其它两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极(G )其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，则判断红表笔接的为集电极(C);黑表笔接的为发射极(E)。判断好坏将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT 的集电极(C)，红表笔接IGBT 的发射极(E)，此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C)，这时IGBT 被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E)，这时IGBT 被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT 是好的。检测注意事项任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。注意判断IGBT 好坏时，一定要将万用 表拨在R×10KΩ挡，因R×1KΩ挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT 导通，而无法判断IGBT 的好坏。此方法同样也可以用于检测功率场效应晶体管(P-MOSFET)的好坏。
模块简介/IGBT
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写，IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融合了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOS 截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅极—发射极间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。
等效电路/IGBT
IGBT模块的选择IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。其相互关系见下表。使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。同时，开关损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。特别是用作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降等使用。使用中的注意事项由于IGBT模块为MOSFET结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。由于此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20～30V。因此因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。因此使用中要注意以下几点：在使用模块时，尽量不要用手触摸驱动端子部分，当必须要触摸模块端子时，要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后，再触摸；在用导电材料连接模块驱动端子时，在配线未接好之前请先不要接上模块；尽量在底板良好接地的情况下操作。在应用中有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过栅极最大额定电压，但栅极连线的寄生电感和栅极与集电极间的电容耦合，也会产生使氧化层损坏的振荡电压。为此，通常采用双绞线来传送驱动信号，以减少寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。此外，在栅极—发射极间开路时，若在集电极与发射极间加上电压，则随着集电极电位的变化，由于集电极有漏电流流过，栅极电位升高，集电极则有电流流过。这时，如果集电极与发射极间存在高电压，则有可能使IGBT发热及至损坏。在使用IGBT的场合，当栅极回路不正常或栅极回路损坏时(栅极处于开路状态)，若在主回路上加上电压，则IGBT就会损坏，为防止此类故障，应在栅极与发射极之间串接一只10KΩ左右的电阻。在安装或更换IGBT模块时，应十分重视IGBT模块与散热片的接触面状态和拧紧程度。为了减少接触热阻，最好在散热器与IGBT模块间涂抹导热硅脂。一般散热片底部安装有散热风扇，当散热风扇损坏中散热片散热不良时将导致IGBT模块发热，而发生故障。因此对散热风扇应定期进行检查，一般在散热片上靠近IGBT模块的地方安装有温度感应器，当温度过高时将报警或停止IGBT模块工作。保管时的注意事项一般保存IGBT模块的场所，应保持常温常湿状态，不应偏离太大。常温的规定为5～35℃，常湿的规定在45～75%左右。在冬天特别干燥的地区，需用加湿机加湿;尽量远离有腐蚀性气体或灰尘较多的场合；在温度发生急剧变化的场所IGBT模块表面可能有结露水的现象，因此IGBT模块应放在温度变化较小的地方；保管时，须注意不要在IGBT模块上堆放重物；装IGBT模块的容器，应选用不带静电的容器。IGBT模块由于具有多种优良的特性，使它得到了快速的发展和普及，已应用到电力电子的各方各面。因此熟悉IGBT模块性能，了解选择及使用时的注意事项对实际中的应用是十分必要的。
众所周知，IGBT是一种用MOS来控制晶体管的新型电力电子器件，具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点，被广泛应用在变频器的逆变电路中。但由于IGBT的耐过流能力与耐过压能力较差，一旦出现意外就会使它损坏。为此，必须对IGBT进行相关保护。一般我们从过流、过压、过热三方面进行IGBT保护电路设计。IGBT承受过电流的时间仅为几微秒，耐过流量小，因此使用IGBT首要注意的是过流保护。那么该如何根据IGBT的驱动要求设计过流保护呢?IGBT的过流保护可分为两种情况：(1)驱动电路中无保护功能;(2)驱动电路中设有保护功能。对于第一种情况，我们可以在主电路中要设置过流检测器件;针对第二种情况，由于不同型号的混合驱动模块，其输出能力、开关速度与du/dt的承受能力不同，使用时要根据实际情况恰当选用。对于大功率电压型逆变器新型组合式IGBT过流保护则可以通过封锁驱动信号或者减小栅压来进行保护。过压保护则可以从以下几个方面进行：●尽可能减少电路中的杂散电感。●采用吸收回路。吸收回路的作用是;当IGBT关断时，吸收电感中释放的能量，以降低关断过电压。●适当增大栅极电阻Rg。IGBT的过热保护一般是采用散热器(包括普通散热器与热管散热器)，并可进行强迫风冷。
新旧型对比/IGBT
在传统的使用和设计IGBT的过程中，基本上都是采用粗放式的设计模式，所需余量较大，系统庞大，但仍无法抵抗来自外界的干扰和自身系统引起的各种失效问题。那么该如何突破传统的IGBT系统电路保护设计来解决上述问题呢?传统保护模式防护方案防止栅极电荷积累及栅源电压出现尖峰损坏IGBT——可在G极和E极之间设置一些保护元件，如下图的电阻RGE的作用，是使栅极积累电荷泄放(其阻值可取5kΩ);两个反向串联的稳压二极管V1和V2，是为了防止栅源电压尖峰损坏IGBT。另外，还有实现控制电路部分与被驱动的IGBT之间的隔离设计，以及设计适合栅极的驱动脉冲电路等。然而即使这样，在实际使用的工业环境中，以上方案仍然具有比较高的产品失效率——有时甚至会超出5%。相关的实验数据和研究表明：这和瞬态浪涌、静电及高频电子干扰有着紧密的关系，而稳压管在此的响应时间和耐电流能力远远不足，从而导致IGBT过热而损坏。传统保护模式和新型保护模式电路对比传统保护模式和新型保护模式电路对比新型保护模式将传统的稳压管改为新型的瞬态抑制二极管(TVS)。一般栅极驱动电压约为15V，可以选型SMBJ15CA。该产品可以通过IEC浪涌测试10/700US6kV。TVS反应速度极快(达PS级)，通流能力远超稳压二极管(可达上千安培)，同时，TVS对静电具有非常好的抑制效果。该产品可以通过IEC接触放电8kV和空气放电15kV的放电测试。将传统电阻RG变更为正温度系数(PPTC)保险丝。它既具有电阻的效果，又对温度比较敏感。当内部电流增加时，其阻抗也在增加，从而对过流具有非常好的抑制效果。
应用及设计/IGBT
作为电力电子重要大功率主流器件之一，IGBT已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。在工业应用方面，如交通控制、功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备，以及用于自动控制的变频器。在消费电子方面，IGBT用于家用电器、相机和手机。
&|&相关影像
互动百科的词条（含所附图片）系由网友上传，如果涉嫌侵权，请与客服联系，我们将按照法律之相关规定及时进行处理。未经许可，禁止商业网站等复制、抓取本站内容；合理使用者，请注明来源于www.baike.com。
登录后使用互动百科的服务，将会得到个性化的提示和帮助，还有机会和专业认证智愿者沟通。
此词条还可添加&
编辑次数：25次
参与编辑人数：17位
最近更新时间： 07:37:54
贡献光荣榜
扫码下载APP 上传我的文档
 下载
 收藏
粉丝量：27
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
简单实用的IGBT保护电路
下载积分：30
内容提示：简单实用的IGBT保护电路
文档格式：PDF|
浏览次数：178|
上传日期： 01:36:13|
文档星级：
全文阅读已结束，如果下载本文需要使用
 30 积分
下载此文档
该用户还上传了这些文档
简单实用的IGBT保护电路
关注微信公众号导读：（ａ）互补的ＰＷＭ波形（ａ）ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＰＷＭｗａｖｅｆｏｒｍｓ（，负载谐振频率会随着加热工件、温度等参数变化，为了使系统始终都能工作在负载谐振频率附近，感应加热系统需要具有频率自动跟踪技术，本节将介绍所设计的大功率中频感应加热电源中采用的频率跟踪技术，４．２．１频率跟踪的基本原理在感应加热过程中，系统的加热效率和加热速度与系统能否较好的跟踪负载谐振频率有着直接关系，为了保证感应（ａ）互补的ＰＷＭ波形（ａ）ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＰＷＭｗａｖｅｆｏｒｍｓ（ｂ）死区时间（ｂ）ｄｅａｄｔｉｍｅ图４．４ＳＧ３５２５Ａ产生的ＰＷＭ控制波形Ｆｉｇｕｒｅ４－４Ｏｕｔｐｕｔ●ＰＷＭｗａｖｅｆｏｒｍｏｆＳＧ３５２５．４．２频率跟踪控制电路在感应加热过程中，负载谐振频率会随着加热工件、温度等参数变化，为了使系统始终都能工作在负载谐振频率附近，感应加热系统需要具有频率自动跟踪技术。本节将介绍所设计的大功率中频感应加热电源中采用的频率跟踪技术。４．２．１频率跟踪的基本原理在感应加热过程中，由于温度的变化和炉料熔化等因素，负载等效电参数会发生变化，负载固有频率也会发生变化，系统的加热效率和加热速度与系统能否较好的跟踪负载谐振频率有着直接关系。为了保证感应加热电源的逆变器件可靠换流和电源工作在较高的功率因数下，逆变输出频率需要随着负载谐振频率的变化而变化，也就是说感应加热电源需要具有频率自动跟踪技术【２７瑚】。感应加热电源的频率跟踪主要通过锁相环电路来实现，最早广泛使用的是ＣＤ４０４６锁相环，采用模拟控制。随着对感应加热电源控制要求的不断提高，出现了单片机、ＤＳＰ等数字化控制，同时也出现了数字锁相环，这些都使得频率跟踪控制技术得到了很大的发展【２９１。传统的采用ＣＤ４０４６锁相环电路的频率跟踪技术是通过比较输入信号和压控振荡器输出信号之间的相位差来调整压控振荡器的频率，从而达到输入、输出信号的同频【２７１。显然，为了使锁相环电路输出的控制信号驱动ＩＧＢＴ开关器件，必须另外设计死区时间生成电路和控制信号封锁保护电路等，使整个电路设计复杂化【３０】。数字式的锁相环设计比较复杂，应用也存在一定的限制。本文采用文献［２８１ｑｂ所介绍的基于ＰＩ调节的频率跟踪方法，利用闭环调节自动跟踪负载频率。通过霍尔传感器分别采集负载的电流、电压信号，经过鉴相器获得电流电压的相位差，用相位差信号控制ＳＧ３５２５Ａ控制器的输出频率，使系统的工作频率与负载频率一致，从而达到实时跟踪的目的。原理图如图４．５所示。图４．５基于Ｐｌ调节的频率跟踪原理图Ｆｉｇｕｒｅ４－５ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒａｃｋｉｎｇｂｌｏｃｋｂａｓｅｄｏｎＰＩｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ此设计方案用到了鉴相器。常见的鉴相器有异或门鉴相器和边沿触发鉴相器，ＣＤ４０４６锁相环中具有独立的两个鉴相器ＰＤｌ、ＰＤ２，分别为异或门鉴相器和边沿触发鉴相器。在本设计中用到的鉴相器为边沿触发鉴相器，它由受逻辑门控制的四个边沿触发器和三态输出电路组成，它的输出为三态结构。下面将介绍边沿触考信号相位与输入信号相位相同时，输出为零电平；当参考信号相位滞后于输入信号相位时，输出为高阻态，即得到三态相位差信号ｂ１咕幻。管业厂］｝｝．啦厂］？；厂］｝以厂］Ｐ几管幽儿一一弋卜…一一？卜ｖ一连图４．６边沿触发鉴相器波形图Ｆｉｇｕｒｅ４－６Ｅｄｇｅ－ｔｒｉｇｇｉｎｇｐｈａｓｅｄｅｔｅｃｔｏｒｗａｖｅｆｏｒｍ异或门相位比较器在使用时要求两个作比较的信号必须是占空比为５０％的波形，这就给应用带来了一些不便。而边沿触发鉴相器对输入信号的占空比不作要求。比例．积分调节网络简称ＰＩ调节器，其输出信号与输入信号基本关系为【３０】：‰（ｆ）＝巧味ｆ）＋争（‰（ｒ）出式中：巧为比例增益，ｒ为积分时间。根据式（４．５）可以计算出当ＰＩ电路输入为单位阶跃响应时，输出是一条起始值为Ａｐ的直线；当输入为正负时变的方波时，输出为振荡变化的三角波。可见，ＰＩ电路输出的电压不会发生突变，而是随着时间的推移缓慢增加，这样就能保证系统平稳工作。设计电路中，采用反向ＰＩ调节器对滤波后的相位差信号进行比例积分调节，以平滑输出波形，达到系统稳定工作的目的。图４．７为本文所设计的频率跟踪电路结构图。３５图４．７频率跟踪电路结构图Ｆｉｇｕｒｅ４－７Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒａｃｋｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｂｌｏｃｋ图中负载电压、电流经霍尔传感器进行电隔离采样后，送入过零比较器变换为同频率的方波信号。然后电压信号和电流信号分别输入到鉴相电路得到相位差信号，此信号经过ＲＣ低通滤波器滤波之后，输出信号进入ＰＩ调节器，经过ＰＩ调节器平滑之后的电压信号用于调节ＳＧ３５２５Ａ管脚６上所连接的三极管Ｑ的基极电压Ｕｂ，从而实现谐振频率的自动跟踪。与传统的锁相环频率自动跟踪技术相比，以ＳＧ３５２５Ａ为核心的控制电路，不仅具有可调整的死区时间控制功能，而且电路还具有可编程式软启动、脉冲控制封锁保护等功能。对于ＳＧ３５２５Ａ而言，调节６脚上的电流大小可以改变输出控制信号的频率，调节９脚电压可以改变输出脉宽，这些功能可以改善加热电源的动态性能和简化控制电路的设计，从而提高整机工作的可靠性１３０１。４．２．２频率跟踪电路的实验测试根据图４．７搭建了实验测试板，测试频率跟踪电路。电路板供电为±１５Ｖ。电路板输入信号来自波形发生器，输入信号一路为正弦波信号，模拟检测到的负载电流，一路方波信号，模拟负载电压。信号频率均为３ｋＨｚ，幅值随机，占空比为５０％，两者相位差为５弧度。波形如图４．８所示。图４－８频率跟踪电路输入信号Ｆｉｇｕｒｅ４－８ＩｎｐｕｔｏｆｆＴｅｑｕｅｎｃｙｔｒａｃｋｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ电路板的过零比较器电路采用了ＬＭ３３９比较器，输入信号经过过零比较器之后，幅值变为１５Ｖ，输出波形均为方波，相位差仍为５弧度。如图４－９所示。图４－９过零比较器输出波形Ｆｉｇｕｒｅ４－９Ｏｕｔｐｕｔｏｆｚｅｒｏｃｒｏｓｓｉｎｇｃｏｍｐａｒａｔｏｒ得到的这两路信号输入到ＣＤ４０４６的鉴相器ＰＤ２进行鉴相，图４－８所示的输入信号中，电压的相位超前于电流相位，得到的相位差信号为一个以７Ｖ为基准的３７包含总结汇报、IT计算机、考试资料、办公文档、旅游景点、教学教材、计划方案、党团工作、专业文献以及基于IGBT的大功率中频感应加热系统研究等内容。本文共10页
相关内容搜索(window.slotbydup=window.slotbydup || []).push({
id: '2014386',
container: s,
size: '234,60',
display: 'inlay-fix'
&&|&&0次下载&&|&&总5页&&|
您的计算机尚未安装Flash，点击安装&
阅读已结束，如需下载到电脑，请使用积分（）
下载：3积分
0人评价10页
1人评价281页
0人评价5页
0人评价9页
0人评价210页
所需积分：（友情提示：大部分文档均可免费预览！下载之前请务必先预览阅读，以免误下载造成积分浪费！）
（多个标签用逗号分隔）
文不对题，内容与标题介绍不符
广告内容或内容过于简单
文档乱码或无法正常显示
文档内容侵权
已存在相同文档
不属于经济管理类文档
源文档损坏或加密
若此文档涉嫌侵害了您的权利，请参照说明。
我要评价：
价格：3积分VIP价：2积分