IGBT和IPM及其应用电路PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 功率半导体技术的发展 1

1.1.1 电力电子器件的发展 1

1.1.2 IGBT的发展历程和基本特点 4

1.1.3 新技术动向 8

1.2 IGBT模块化 9

1.2.1 IGBT功率模块 9

1.2.2 新一代的IPM 12

1.3 IGBT研发的新进展 13

1.3.1 IGBT的研制 14

1.3.2 IGBT模块的最新发展 17

第2章 IGBT的结构、工作特性和主要参数 20

2.1 IGBT的结构和工作特性 20

2.1.1 IGBT的结构与工作原理 20

2.1.2 IGBT的基本特性 27

2.1.3 带反向阻断能力的IGBT的特性 33

2.1.4 IGBT的锁定效应和安全工作区 35

2.2 IGBT的等效电路模型及主要参数 36

2.2.1 IGBT的等效电路模型 36

2.2.2 IGBT的主要参数 39

第3章 IGBT功率模块 41

3.1 功率半导体模块 41

3.1.1 功率半导体模块的构造和特点 41

3.1.2 功率模块的性能 44

3.1.3 IGBT模块新技术 48

3.2 智能功率模块IPM 54

3.2.1 智能功率模块IPM的结构与特点 54

3.2.2 IPM的保护功能及死区时间 57

3.3 新型IGBT模块 60

3.3.1 IR系列IGBT模块 60

3.3.2 高压IGBT模块 62

3.3.3 富士电机的R系列IPM 64

第4章 IGBT驱动电路设计 67

4.1 IGBT驱动技术 67

4.1.1 IGBT栅极驱动要求 67

4.1.2 IGBT的驱动电路 70

4.2 M系列IGBT驱动模块 74

4.2.1 M57957L/M57958L厚膜驱动集成电路 74

4.2.2 IGBT专用驱动器M57962L 76

4.2.3 IGBT驱动模块M57962AL的应用 79

4.3 IR系列集成驱动模块 81

4.3.1 IR2110集成驱动器 81

4.3.2 IR2130驱动器及其在逆变器中的应用 88

4.3.3 IR22系列新型栅极驱动及传感集成电路 91

4.4 SCALE集成IGBT驱动板 92

4.4.1 SCALE集成电路 92

4.4.2 2SD315A驱动集成电路 97

4.4.3 应用电路 99

4.5 EXB系列集成驱动器 102

4.5.1 EXB系列集成驱动器的特点和工作原理 102

4.5.2 EXB系列驱动器应用电路 108

4.6 IGD508E/IGD515E智能栅极驱动模块 114

4.7 TX系列驱动器 118

4.7.1 TX-KA系列驱动器 118

4.7.2 TX-KB102系列驱动器 136

4.7.3 TX-KC102系列驱动器 139

4.7.4 TX-KD系列驱动器 142

第5章 IGBT保护电路设计 148

5.1 IGBT保护电路 148

5.1.1 IGBT过压保护电路 148

5.1.2 IGBT过流保护 152

5.1.3 IGBT过热保护 158

5.2.1 IGBT短路保护电路 159

5.2 IGBT典型保护电路 159

5.2.2 快速短路和过电流保护电路 162

5.2.3 HL601A厚膜集成电路 165

5.3 无损缓冲吸收电路的设计 167

5.3.1 IGBT无损吸收网络 167

5.3.2 缓冲电路的模型 170

5.3.3 谐振电容和谐振电感的选择 171

5.3.4 美国CDE电容模块 173

5.3.5 高频串联逆变器谐振极电容缓冲电路 174

5.3.6 C-2D和C-L-2D型无源无损缓冲电路 178

5.3.7 新型无源无损缓冲电路拓扑 181

5.3.8 复位型无损电压钳位变换器 184

5.3.9 无源软开关变换器 186

5.3.10 无损缓冲双管串联单正激电路 188

5.4.1 大功率逆变器组合式IGBT过流保护方案 191

5.4 典型保护电路的设计 191

5.4.2 具有快速短路保护的中频电源 195

第6章 IGBT应用电路设计 198

6.1 功率器件的选择 198

6.1.1 IGBT模块的选择 198

6.1.2 IGBT模块的散热设计 202

6.2 IGBT模块应用电路的设计 208

6.2.1 IPM在变频电源中的应用 208

6.2.2 IGBT模块在通用变频电源中的电路设计 214

6.2.3 高压变频电源 218

6.2.4 软开关变频电源设计 221

6.3 IGBT模块的电磁兼容性 224

6.4 IGBT损坏的原因及可靠性失效分析 228

6.4.1 IGBT损坏的原因及对策 228

6.4.2 半导体器件失效分析 231

7.1 低功率IGBT的应用 233

第7章 IGBT在现代电源领域的应用 233

7.2 IGBT在不间断电源中的应用 237

7.2.1 IGBT在UPS中的应用情况 237

7.2.2 IGBT构成的Delta型变换器 239

7.2.3 UPS设计的趋势 243

7.3 IGBT在逆变电路中的应用 245

7.3.1 IGBT在全桥逆变电路中的应用 245

7.3.2 IPM模块在大功率逆变电源中的应用 246

7.3.3 IGBT在正弦波中频逆变电源中的应用 248

7.3.4 IGBT在全桥电流源高频链逆变电源中的应用 252

7.4 IGBT在逆变焊接电源中的应用 256

7.4.1 IGBT在逆变式弧焊电源中的应用 256

7.4.2 IGBT在300A逆变焊接电源中的应用 258

7.4.3 IGBT在半桥逆变型电子束焊接电源中的应用 259

7.4.4 IGBT软开关逆变式弧焊电源 262

7.4.5 IGBT在CO2气体保护焊电源中的应用 265

7.5 IGBT在变频电源中的应用 267

7.5.1 中压变频电源的主电路 267

7.5.2 功率器件串联型中压变频电源 270

7.5.3 电容钳位型多电平中压变频电源 274

7.5.4 多个独立直流电压源的级联型拓扑结构 276

7.5.5 IGBT在大功率谐振过渡软开关变频电源中的应用 278

7.5.6 采用智能功率模块的中频高压电源 284

7.5.7 采用SA08实现的400Hz电源 287

7.6 IGBT在DC/DC变换器中的应用 290

7.6.1 软开关DC/DC变换器 290

7.6.2 零转换PWM DC/DC变换器 300

7.6.3 推挽工作模式DC/DC变换器 305

7.6.4 全桥移相ZVS-PWM DC/DC变换器 310

7.6.5 ZVZCS PWM全桥变换器 315

7.6.6 三电平软开关技术 318

参考文献 329