下载文档原格式
武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名专业班级自动化指导教师工作单位自动化学院设计(论文)题目: IGBT特性研究及驱动、缓冲电路设计设计（论文）主要内容：了解和熟悉目前国内外IGBT产品现状和技术现状，分析IGBT结构、工作原理以及工作特性。
研究和设计多种IGBT驱动电路、保护电路，并对比分析。
针对具体一款IGBT FF600R06ME3设计其驱动电路及缓冲电路。
要求完成的主要任务:1．了解研究IGBT的目的以及意义，产品和技术的发展现状；2．IGBT驱动电路的设计；3．IGBT保护、缓冲电路的设计；4. 针对FF600R06ME3 IGBT设计其驱动电路，要求正向开通电压15V，反向截止电压-15V，工作频率≤20K，可驱动IGBT承受导通电流600A，耐压600V。
5．撰写毕业设计论文，字数不低于15000左右；6．完成外文文献翻译2万字符（其中汉字5000字）。
必读参考资料：[1] 王兆安.电力电子技术[m].北京:机械工业出版社,2008.[2] 周志敏.IGBT和IPM及其应用电路[m].北京:人民邮电出版社,2006.[3] 王飞军.IGBT关断特性分析及设计优化问题[D].浙江大学微电子与半导体系,1990.[4] 陈去非.绝缘栅双极晶体管（IGBT）的研究—静态、动态和终端模型及优化设计[D].浙江大学:电力电子技术,1993.[5] 李岳生.IGBT开关磁阻电动机调速系统研究[D].上海工业大学:工业自动化,1994.指导教师签名：系主任签名：院长签名(章)：武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告目录1．了解研究IGBT的目的以及意义，产品和技术的发展现状； (I)摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (1)引言 (1)课题研究意义 (2)研究现状 (3)1.3.1 产品现状 (3)1.3.2 技术现状 (4)主要研究内容 (5)2 IGBT工作原理及特性研究 (6)IGBT的定义 (6)IGBT的结构和工作原理 (7)2.2.1 IGBT的结构 (7)2.2.2 IGBT的工作原理 (7)IGBT工作特性 (9)2.3.1 静态特性 (9)2.3.2 动态特性 (10)2.3.3 IGBT的开通与关断 (11)3 IGBT驱动及缓冲 (12)IGBT驱动电路的选择 (12)门极驱动的要求及电路设计 (14)3.2.1 栅极驱动电压 (14)3.2.2 对电源的要求 (14)3.2.3 对驱动波形的要求 (15)3.2.4 对驱动功率的要求 (15)3.2.5 栅极电阻 (15)3.2.6 栅极布线要求 (15)3.2.7 隔离问题 (16)典型的门极驱动电路介绍 (16)3.3.1 脉冲变压器驱动电路 (16)3.3.2 光耦隔离驱动电路 (17)3.3.3 驱动模块构成的驱动电路 (17)大功率IGBT驱动保护电路的分类 (18)3.4.1 单一功能型 (19)3.4.2 多功能型 (19)3.4.3 全功能型 (21)大功率IGBT驱动保护电路的功能 (22)3.5.1 隔离功能 (23)3.5.2 死区隔离功能 (23)3.5.3 驱动功率的缓冲功能 (24)针对FF600R06ME3这款IGBT设计的驱动电路 (24)4 IGBT保护电路的设计 (26)IGBT栅极的保护 (26)集电极与发射极间的过压保护 (26)4.2.1 直流过电压 (27)4.2.2 浪涌电压的保护 (27)集电极电流过流保护 (28)过热保护 (29)5 全文总结及展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)摘要全文首先对IGBT的产生和发展过程做了一个大致的介绍，重点突出了IGBT 发展的路线，智能化、模块化成为IGBT发展热点。
变频器开题报告1. 项目背景随着工业自动化的快速发展，变频器作为一种关键设备在现代工业中扮演着重要的角色。
传统的电气调速设备已经无法满足工业发展的需求，而变频器则以其高效、省电、可控性强等优点受到了广泛的关注和应用。
随着我国经济的不断发展，变频器市场庞大且潜力巨大。
因此，开发一种性能优良、稳定可靠的变频器产品对于提高工业生产效率和降低能源消耗具有重要意义。
2. 项目目标本项目旨在开发一种基于变频技术的高性能变频器，主要具备以下特点和目标：1.高效能：通过优化设计和控制算法，提高变频器的能量转换效率，减少能源损耗。
2.省电节能：通过对马达运行状态的智能调整和负载识别，优化变频器的功耗，实现节能目标。
3.稳定可靠：采用先进的控制算法和保护机制，确保变频器在复杂工况下运行稳定可靠。
4.安全环保：符合国家相关标准和要求，保证产品的安全性和环保性。
3. 技术路线本项目计划采用以下技术路线实现高性能变频器的开发：1.变频器硬件设计：根据系统需求，设计高效率的功率放大器、变频调谐电路和电源供应电路，以确保变频器的稳定和可靠运行。
2.控制算法设计：结合MATLAB/Simulink等仿真软件，开发高效率、高精度的变频器闭环控制算法，实现对马达运行状态的精确控制。
3.性能优化：通过参数优化和控制参数自适应调整，进一步提高变频器的能量利用效率和运行性能。
4.安全可靠性设计：采用过电流保护、过温保护和短路保护等多重保护机制，确保变频器在异常情况下及时停机并保护设备安全。
4. 实施计划本项目计划分为以下几个阶段进行实施：1.需求分析（2周）：明确项目需求和用户需求，详细制定项目计划和开发流程，确定技术路线和开发目标。
2.硬件设计（4周）：根据需求分析，设计高效率的功率放大器、变频调谐电路和电源供应电路，并进行硬件验证。
3.控制算法设计（6周）：结合仿真软件，设计并验证高性能的闭环控制算法，优化控制参数，提高变频器的运行效率。
毕业设计开题报告基于IGBT的变频电源设计系别：班级：学生姓名：指导教师：20 年月日附页：开题报告基于IGBT的变频电源设计一．选题依据：电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础，它与国民经济各个部门相关，在工农业生产中应用的最为广泛。
可以说，凡是涉及电子和电工技术的一切领域都要用到电源设备，它不仅提供优质电能，还对科学技术的发展产生巨大的影响。
所有用电设备对供电电压、频率、功率都有一定的要求。
如一般的电子设备要求电网220V电压的变化在±10%以内频率50Hz供电系统的功率要足够的大，如果达不到这个要求，设备就不能保证正常工作，甚至可能损坏。
一些精密电子仪器对电压稳定、频率、功率的要求更为严格。
变频电源正是为满足负载的稳压、频率、功率需求而产生的，其功能是在输入电压或负载在一定范围内变化时自动保持输出电压、功率基本不变并且频率不随负载的性质而变化。
变频电源已形成了一个独立的技术领域和一个巨大的市场，在工业、科研、国防等各个方面得到越来越广泛的应用。
现在，电源技术的发展使得用新型、高效的开关电源取代传统电源已成为必然。
传统的稳压电源一般都是线性电源，这种电源效率低、体积大。
随着技术的发展，开关电源的开关频率越来越高，使得电源的小型、轻量化成为可能。
电源工作在开关状态，从原理上讲是低损耗的。
本课题设计的基于IGBT的变频电源设计就是用新型的开关电源取代传统电源，其特点就是效率高、体积小、保护完善等。
变频电源的分类：●根据输出波形方式，可分为正弦波、方波、三角波等。
●根据输出功率大小方式，可分为大功率、中功率、小功率等。
二．变频电源组成：电源功能及整体结构市电单相电压(220V)经整流滤波后供给逆变电路，IGBT在驱动信号作用下将整流滤波后的直流电变成一定电压、一定频率的交流电，经隔离滤波后供给负载。
输出电压经过取样后送给单片机处理，单片机对取样信号经控制算法处理后输出修正后的SPWM控制信号，使输出电压稳定在所设定的期望值上。
毕业设计（论文）开题报告单相正弦波变频电源设计系部：专业：学生姓名：指导教师：开题时间：2012 年3月26 日一、总体说明在开题报告中要求给出你对课题的理解，类似的研究在国内外的进展情况，你对系统设计的初步设想，主要需要解决的技术难题和解决思路，同时应给出课题的时间安排。
二、开题报告内容1．毕业设计（论文）课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势2．课题主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段）3．完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施4．毕业设计（论文）实施计划(进度安排)5．参考文献三、撰写要求1．报告字数不少于3000字2．报告内容一律用A4纸打印3. 上交时间为毕业设计第三周周末。
二、课题预期目标及主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段）1．设计目标本课题设计一个单相正弦波变频电源，研究的是电源的变频变压技术，其核心内容为逆变技术。
研制的电源主要功能是为各种设备提供电源，具有恒压输出、过热保护、过流保护等功能，且体积应尽可能小，稳定性好，可靠性高。
内容包括变频电源整体结构框图设计、系统主电路模块、、驱动和外围模块、控制模块等。
详细说明了各部分的软硬件设计原则，然后给出实验结果并对输出波形和效率进行了分析。
最后经实验证明，本设计切实可行，指标基本达到要求。
目标参数：（1）. 输入单相交流电220V，50HZ，输出单相正弦波交流电;（2）. 输出频率范围400HZ；（3）. 输出电压有效值220V，最大负载电流有效值10A;（4）. 计算机绘制电路图及PCB版图。
2．设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：本设计方案的设计思路如下：变频电源整体结构框图本设计主电路包括输入电路、逆变电路、输出滤波电路、缓冲电路以及继电器控制电路。
具体工作原理如下：（1）输入AC/DC电路输入AC/DC电路，把交流电转换为直流电，这个过程主要是通过整流电路完成的，整流电路是一个单相AC／DC变换电路，功能是把220V／50Hz的市电进行整流滤波后转换成稳定直流电输入到直流母线上，这主要是通过一个整流桥得以实现的，这样每半个周期都有两个二极管处于工作状态。
IGBT应用于固态断路器中的关键技术研究的开题报告开题报告题目：IGBT应用于固态断路器中的关键技术研究一、选题的背景与意义随着电力系统的发展，电力设备的使用量不断增加。
在电网系统中，保护设备的功能越来越重要。
传统的断路器使用机械式结构，耗时长，且容易出现烧坏的情况。
为了解决这个问题，固态断路器的研发成为了必然的趋势。
IGBT作为固态断路器中的核心器件，其性能直接影响着断路器的性能和可靠性。
因此，IGBT应用于固态断路器中的关键技术研究具有重要的现实意义和学术价值。
二、研究内容与目标1. 研究IGBT在固态断路器中的性能及特点。
2. 研究IGBT与其他器件的组合关系，确定IGBT最佳使用环境。
3. 研究IGBT在不同温度、电压与负载条件下的工作特性。
4. 研究IGBT在高压和高电流下的失效机制和保护措施。
5. 基于上述研究，构建IGBT在固态断路器中的优化设计模型。
三、研究方法和技术路线1. 对IGBT及固态断路器的基本原理进行总结和分析。
2. 对相关文献资料进行归纳整理，了解目前研究现状和存在的问题。
3. 利用SPICE仿真软件对IGBT在不同条件下的变化规律进行模拟分析。
4. 制备实验样品，进行实验测试，并对实验数据进行统计和分析。
5. 建立IGBT在固态断路器中的优化设计模型。
四、可行性分析1. 研究对象具有重要的理论和应用价值，相关研究尚处于起步阶段。
2. 实验所需设备和器材都具备了现实可行性。
3. 所需资金预算合理，用途明确。
4. 本题目研究的背景与意义明确，研究方法详实可行。
五、预期成果及意义本研究旨在探究IGBT在固态断路器中的关键技术，创新性地构建IGBT在固态断路器中的优化设计模型，是对固态断路器研究领域的有益补充。
因此，预期成果有：1. 系统性地总结IGBT及固态断路器的基础理论和研究现状。
2. 研究IGBT在不同条件下的失效机制和保护措施，提高固态断路器的可靠性。
3. 建立IGBT在固态断路器中的优化设计模型，推进固态断路器的实际应用。
107中国航班科技与发展Science and Technology and Development CHINA FLIGHTS基于IGBT 的变频电源设计王超超 崔茂书 秦世鑫 徐小鹏 上官伟男|中北大学朔州校区摘要：电源在人类的世界里扮演着极其重要的角色，有着特殊而又重要的地位。
不管是在乡村还是在城市，不管是在工业生产还是居家生活，所有的用电设备都离不开电源。
变频电源的发展，不仅满足了不同电子设备不同的用电需求，而且节能效益显著，广泛应用于现代工业化发展中。
硬件开关器件的进步发展，成本的降低以及工业化生产推动了变频电源硬件方面技术的进步:软件控制技术一步步的成熟使得变频电源能够平滑且稳定的输出交流正弦波。
变频电源与理想电源甚为接近，满足用电各个方面的需求。
对变频电源的认识，研究与发展有着实用价值与意义。
关键词：变频电源；SPWM.IGBT；逆变；单片机1 课题目的及意义电源是向电子设备提供功率的装置，称之为电源供应器，它提供用电器中所有部件所需要的电能。
电源功率的大小，电流和电压稳定与否，将会直接影响电器使用的安全工作性能和使用时间的长短。
在我们日常的生活中，电源是一种生产量十分大，通用以及实用性能非常广泛以及随处可见可用的电子产品，实验室的研究、军事国防力量的科技研究、工业化的生产、我们日常生活中的教育教学以及人类的衣食住行都要使用电源，其重要性是无可取代的，其中常见的电源有两类:（1）交流稳压电源:可以提供一个稳定的电压和频率的交流电源，其中包含参数调整谐振型、自耦变比调整型以及开关型交流稳压电源;（2）直流稳压电源:直流稳压电源中涵盖了化学性能的电源、线性比较稳定的电源和开关型的稳定电源。
化学电源就是我们平常生活中所用到的铅酸蓄电池，锂离子电池等，线性稳定电源则是通过调整管之间的电压降实现电压的输出，开关直流型稳压电源则不工作在工频而是在几千赫兹到几兆赫兹之间，功能管工作在饱和区和截止区，即为开和关的状态，因此称为开关电源。
变频器毕业论文开题报告1. 引言本文档是关于变频器的毕业论文开题报告。
论文的主题为变频器在工业生产中的应用与性能分析。
变频器是一种用于改变交流电动机输入频率的装置，广泛应用于工业生产中的电机控制。
本论文的目的是研究变频器的工作原理、应用场景以及对电机性能的影响，以期提供工程师和企业决策者正确地选择和使用变频器的依据。
2. 研究目的与意义随着工业技术的不断发展，变频器在电机控制系统中的应用越来越广泛。
然而，目前市场上存在着大量品牌和型号的变频器，而企业在选购时缺乏科学的依据，往往会根据价格或其他因素做出选择。
因此，深入研究变频器的工作原理和性能特点，对于工程师和企业决策者正确选择和使用变频器具有重要意义。
本研究的目的是通过深入分析变频器的工作原理，探究变频器在不同应用场景下的性能表现，以及其对电机性能的影响。
希望通过研究，可以为工程师和企业决策者提供正确选择和使用变频器的指导，提高电机控制系统的效率和稳定性。
3. 研究内容与方法本论文的研究内容主要包括以下几个方面：•变频器的工作原理：介绍和分析变频器的基本工作原理，包括变频器的输入和输出电路、控制逻辑以及控制算法等。
•变频器在工业生产中的应用：调研和分析变频器在不同工业生产领域的应用案例，包括风机、泵站、压缩机等常见设备。
•变频器对电机性能的影响：通过实验和数据分析，探究变频器在不同频率和负载条件下对电机转速、扭矩和效率的影响。
•变频器选择与使用指南：总结研究结果，提供变频器的选择与使用指南，包括如何根据实际需求选择合适的变频器型号和参数，以及如何正确安装和调试变频器。
本论文的研究方法主要包括文献调研、实验研究和数据分析等。
通过查阅相关文献和资料，了解变频器的工作原理和应用案例；设计实验平台，进行变频器性能的测试和分析；借助数据处理软件，对实验数据进行统计和分析，得出结论。
4. 预期成果与创新点本论文的预期成果包括：•对变频器的工作原理和应用进行深入分析和总结，形成一份详尽的文献综述，为工程师和企业决策者提供参考资料。
中频变频电源设计【开题报告】开题报告电子信息工程中频变频电源设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义随着社会的发展，现代社会的人们对各类电器设备的需求已经是日益增加，不可或缺，人们天天跟其进行接触。
而电源作为基础设备，几乎为全部的电器提供能源，而伴随着各类新兴电器的出现与发展，人们对电源要求也日益提高，各类电源也相继出现，变频电源便就是其中之一。
变频电源就是要把市电中的交流电经过AC→DC→AC变换, 输出为纯净的正弦波，可以在一定范围内调节输出电压和频率。
它与普通的稳压交流电源有别，也和电机调速用的变频调速控制器不同。
理想的交流电源的特点是电压波形为纯正弦波（无失真）、内阻等于零、电压稳定、频率稳定。
而变频电源就与理想交流电源十分接近，所以，变频电源成为越来越多的先进发达国家的标准供电电源，以便使得电器的供电环境更为优良，电器的技术性能的客观考核更方便。
经历大约30年，变频电源的研发与应用实践发展趋势，随着新型高性能微处理器和电子电力器件的应用和控制方法的研发，变频电源的性能价格比快速提高，体积也越做越小，而厂家依旧在不断地提高变频电源的可靠性，实现进一步的多功能化、无公害化和高性能化以及小型轻量化而做着不断地研究。
随着高智能要求的提高、现代设备的高自动化，作为重要的部件,变频电源的技术和性能也正与日俱增，主要有以下几点表现：1、微处理器的迅猛发展使现代控制器的发展方向朝着数字控制进行，DSP（数字信号处理器）将成为基础的内核，再与系统所需的外围功能电路配合，集成在单一芯片内的称为DSP控制系统，控制性能将会更优越。
2、由标量控制向高动态性能的矢量控制与直接转矩控制发展和开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统方面主要表现在交流电动机变频调整控制方法。
3、主电路功率开关元件的智能化、模块化、自关断化、集成化，不断提高开关频率，同时进一步降低开关损耗。
4、正弦波脉宽调制（SPWM）控制的控制方法将被更多的采用。
毕业设计开题报告基于IGBT的变频电源设计
系别：
班级：
学生姓名：
指导教师：
20 年月日
附页：开题报告
基于IGBT的变频电源设计
一．选题依据：
电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础，它与国民经济各个部门相关，在工农业生产中应用的最为广泛。
可以说，凡是涉及电子和电工技术的一切领域都要用到电源设备，它不仅提供优质电能，还对科学技术的发展产生巨大的影响。
所有用电设备对供电电压、频率、功率都有一定的要求。
如一般的电子设备要求电网220V电压的变化在±10%以内频率50Hz供电系统的功率要足够的大，如果达不到这个要求，设备就不能保证正常工作，甚至可能损坏。
一些精密电子仪器对电压稳定、频率、功率的要求更为严格。
变频电源正是为满足负载的稳压、频率、功率需求而产生的，其功能是在输入电压或负载在一定范围内变化时自动保持输出电压、功率基本不变并且频率不随负载的性质而变化。
变频电源已形成了一个独立的技术领域和一个巨大的市场，在工业、科研、国防等各个方面得到越来越广泛的应用。
现在，电源技术的发展使得用新型、高效的开关电源取代传统电源已成为必然。
传统的稳压电源一般都是线性电源，这种电源效率低、体积大。
随着技术的发展，开关电源的开关频率越来越高，使得电源的小型、轻量化成为可能。
电源工作在开关状态，从原理上讲是低损耗的。
本课题设计的基于IGBT的变频电源设计就是用新型的开关电源取代传统电源，其特点就是效率高、体积小、保护完善等。
变频电源的分类：
●根据输出波形方式，可分为正弦波、方波、三角波等。
●根据输出功率大小方式，可分为大功率、中功率、小功率等。
二．变频电源组成：
电源功能及整体结构
市电单相电压(220V)经整流滤波后供给逆变电路，IGBT在驱动信号作用下将整流滤波后的直流电变成一定电压、一定频率的交流电，经隔离滤波后供给负载。
输出电压经过取样后送给单片机处理，单片机对取样信号经控制算法处理后输出修正后的SPWM控制信号，使输出电压稳定在所设定的期望值上。
电源的基本功能有：输出电
压的显示、过热、过载保护等。
电源整体结构图及功能如下图所示：
图4 电源整体结构图
三．关键技术：
1.IGBT特性对驱动电路的要求：
(1) 提供适当的正反向电压，使IGBT能可靠地开通和关断。
当正偏压增大时IGBT
通态压降和开通损耗均下降，但若U
GE 过大，则负载短路时其I
C
随U
GE
增大而增大，对其安
全不利，使用中选U
GE
<<15V为好。
负偏电压可防止由于关断时浪涌电流过大而使IGBT误导通，一般选UGE=－5V为宜。
(2)IGBT的开关时间应综合考虑。
快速开通和关断有利于提高工作频率，减小开关损耗。
但在大电感负载下，IGBT的开频率不宜过大，因为高速开断和关断会产生很高的尖峰电压，及有可能造成IGBT自身或其他元件击穿。
(3)IGBT开通后，驱动电路应提供足够的电压、电流幅值，使IGBT在正常工作及过载情况下不致退出饱和而损坏。
(4)驱动电路应具有对IGBT的保护功能。
IGBT的控制、驱动及保护电路等应与其高速开关特性相匹配，在未采取适当的防静电措施情况下，G—E段不能开路。
(5)SPWM波的产生，利用单片机用软件产生一个SPWM波送给IGBT的驱动电路。
2.硬件方案：
一般情况下，电源技术的主要内容包括以下几个部分:电力电子器件、功率变换电路、电源整机及系统等。
(1)电力电子器件：
1)不控性器件：主要是各种功率二极管，包括工频下工作的整流管、整流桥模块、快恢复二极管、功率肖特基二极管等。
2)全控型器件：其控制端不但具有控制器件导通的能力，还有控制其关断的能力.例如双极型功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)、可关断晶闸管(GTO)还有新型的绝缘门极双极晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)等。
(2)功率变换技术：
从电能变换功能来看，有下列二类：
1)AC/DC将交流电变为直流电,实现这一功能的变换电路一般称为整流电路。
2)DC/AC变换，将直流电变为交流电。
实现这一功能的变换电路一般称为逆变电路。
(3)控制方式：
在变换过程中，使IGBT功率器件工作在开关状态，在控制信号作用下按设定的时序轮流导通(关断)，从而实现电能的变换。
对于控制IGBT功率器件工作在开关状态方式，可以归纳出下列二种：
1）频率控制方式：指控制信号幅度的变化转换成功率器件的触发脉冲频率的变化，在逆变电源中常用这种控制方式。
2）斩波控制方式：指控制信号幅度的变化转换成功率器件“导通时间比”的变化，在直流变换电路中常用这种控制方式。
本设计使用以上两种组合方式，构成正弦波脉冲宽度调制方式(SPWM)，这是交流变换器中常用的方式。
