中職擴(kuò)展資源包資料4實驗指導(dǎo) IGBT驅(qū)動電壓電平檢測保護(hù)電路

1、旗開得勝1.1 項目（IGBT驅(qū)動電壓電平檢測保護(hù)電路）1.1.1項目背景在許多工業(yè)控制系統(tǒng)中，常常需要變頻器。而IGBT作為變頻器的功率輸出器件，在快速低損耗的電力電子應(yīng)用范圍內(nèi)，在中、低 頻功率控制應(yīng)用中，IGBT最具獨特性能，其應(yīng)用日趨廣泛。在實際工業(yè)應(yīng)用中，IGBT驅(qū)動電路中，正向驅(qū)動電壓過大則可 能使IGBT出現(xiàn)擎住效應(yīng)，導(dǎo)致門控失效，從而造成 IGBT的損壞;正向驅(qū)動電壓過小會使IGBT退出飽和導(dǎo)通區(qū)而進(jìn)入線性放大區(qū)域, 使IGBT過熱損壞；高速開通和關(guān)斷時，會產(chǎn)生很高的尖峰電壓，極 有可能造成IGBT或其他元器件被擊穿。當(dāng)IGBT關(guān)斷時，柵射電壓 很容易受IGBT和電路寄生參數(shù)的

2、干擾，使柵射電壓引起器件誤導(dǎo)通 導(dǎo)致IGBT的損壞，因此IGBT的驅(qū)動電路和保護(hù)電路是電路設(shè)計的 難點和關(guān)鍵，性能優(yōu)良的驅(qū)動和保護(hù)電路是保證 IGBT咼效、可靠運 行的必要條件。1.1.2任務(wù)要求A、B為單橋臂上下IGBT的柵極驅(qū)動信號，當(dāng)驅(qū)動電壓小于13.5V時，容易造成IGBT工作不正常，因此當(dāng)IGBT柵極驅(qū)動電壓Vref時，A極與K極導(dǎo)通，TL431導(dǎo)通,U0=2V，當(dāng)ViWref時,A極與K極不導(dǎo)通，TL431不導(dǎo)通,U0=UCC（二）穩(wěn)壓二極管利用pn結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基 本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。此是一種直到臨界反向 擊穿前都具有很高的器件

3、.在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個 很小的數(shù)值，在這個低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定， 穩(wěn)壓二極 管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，主要被作為或電壓基準(zhǔn) 使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用， 通過串聯(lián) 就可獲得更高的穩(wěn)定電壓。I項目實施步驟 電路原理圖設(shè)計1.主電路設(shè)計:由TL431比較器電路和2路驅(qū)動信號電壓信號組成的驅(qū)動電壓 電平檢測電路5帝克;萬卷書行萬里路利用TL431的2.5V基準(zhǔn)電壓特性組成的電壓保護(hù)電路測量T1點的電壓,即TL431的R端(正極)輸入的電壓，從而判斷TL431是否導(dǎo)通測量T2點的電壓，可以驗證TL431是否導(dǎo)通測量T3和T4點的電壓,可

4、以結(jié)合三極管的導(dǎo)通條件判斷三極管能否導(dǎo)通測量T5和T6點的電壓,可以得到輸出信號電路功能測試用萬用表或示波器接在T5或T6處，接通24V電源，在輸入端V-IN(10V15V)由10V輸入開始，逐漸增大至15V，觀察得出當(dāng)輸 入端V-IN輸入電壓小于13.5V時，Q1和Q2導(dǎo)通，T5和T6處電 壓值為低電平0，即信號封鎖，當(dāng)輸入端 V-IN輸入電壓大于13.5V 時，Q1和Q2不導(dǎo)通，T5和T6處電壓值為高電平，輸出正常信號 電路調(diào)試分析電路調(diào)試分析一：2V4的穩(wěn)壓管有什么作用，可不可以去掉或者 換成二極管分析：電壓有關(guān)系，限制電壓電路調(diào)試分析二：調(diào)整輸入驅(qū)動電壓為限制為12V時，該怎樣搭 建更

5、改電路分析：電壓有關(guān)系，限制電壓，電壓分壓電路調(diào)試分析三：當(dāng)輸入端V-IN輸入任意電壓時，輸出三極管 不導(dǎo)通，T5輸出低電平，T6輸出正常分析：從輸入到輸出，測量各測試點的電壓是否正常，定位范圍, 查找原因電路調(diào)試分析四：當(dāng)輸入端V-IN輸入任意電壓時，T5,T6輸出高 電平旗開得勝分析：從輸入到輸出，測量各測試點的電壓是否正常，定位范圍, 查找原因電路調(diào)試分析五：電路中電阻的選型原則分析：根據(jù)電阻在電路中的作用和具體的技術(shù)要求，來選擇使用 哪種類型的電阻，例如，對電路中的降壓和限流電阻、音頻負(fù)載電阻 等，選用碳膜電阻就能滿足要求；若是穩(wěn)壓電路中的取樣電阻、延時 電路中的定時電阻等要求熱穩(wěn)定性

6、較高的場合， 最好選用金屬膜電阻;對于測量儀表中的分流、分壓電阻，應(yīng)該選用精密度等級較高的電阻。1、根據(jù)電路的功率從選擇電阻的額定功率;電阻的額定功率要符合應(yīng)用電路中對電阻功率容量的要求。一般 不要隨意加大或減小電阻的功率。 如果電路要求是功率型電阻，則其 額定功率可高于實際應(yīng)用電路要求的 12倍。阻值相同的電阻串聯(lián)或并聯(lián)，額定功率等于各個電阻額定功率之 和；阻值不同的電阻串聯(lián)時，額定功率取決于高阻值的電阻，并聯(lián)時, 額定功率取決于低阻值的電阻，并且需要計算方可使用。2、根據(jù)電路的工作電壓選擇電阻的耐壓值。耐壓值選擇不合適的時候，也會因為電阻被擊穿而導(dǎo)致整個電路系統(tǒng) 的故障。舉例來說，AC-DC開關(guān)電源模塊在設(shè)計的輸入前端，根據(jù) 安規(guī)要求（GB4943.1標(biāo)準(zhǔn)），要保證插頭或連接器斷開后，在輸入 端L、N上的滯留電壓能夠在1S內(nèi)衰減到初始值的37%以下，因此, 在實際電路設(shè)計時，當(dāng)電阻的耐壓值低于輸入端高壓的情況下， 就會 失效。1.1.4項目總結(jié)與提升 1項目實施總結(jié)時長知識點教學(xué)方法1PLC程序設(shè)計講解講解、提問1實踐操作實踐1觸摸屏程序設(shè)計講解講解、提問1實踐操作實踐2聯(lián)調(diào)測試實踐，完成系統(tǒng)功能