IGBT和IPM及其應用電路

第1章　概述　1
1.1　功率半導體技術的發(fā)展　1
1.1.1　電力電子器件的發(fā)展　1
1.1.2　IGBT的發(fā)展歷程和基本特點　4
1.1.3　新技術動向 　8
1.2　IGBT模塊化　9
1.2.1　IGBT功率模塊　9
1.2.2　新一代的IPM　12
1.3　IGBT研發(fā)的新進展　13
1.3.1　IGBT的研制　14
1.3.2　IGBT模塊的最新發(fā)展　17
第2章　IGBT的結構、工作特性和主要參數(shù)　20
2.1　IGBT的結構和工作特性　20
2.1.1　IGBT的結構與工作原理　20
2.1.2　IGBT的基本特性　27
2.1.3　帶反向阻斷能力的IGBT的特性　33
2.1.4　IGBT的鎖定效應和安全工作區(qū)　35
2.2　IGBT的等效電路模型及主要參數(shù)　36
2.2.1　IGBT的等效電路模型　36
2.2.2　IGBT的主要參數(shù)　39
第3章　IGBT功率模塊　41
3.1　功率半導體模塊　41
3.1.1　功率半導體模塊的構造和特點　41
3.1.2　功率模塊的性能　44
3.1.3　IGBT模塊新技術　48
3.2　智能功率模塊IPM　54
3.2.1　智能功率模塊IPM的結構與特點　54
3.2.2　IPM的保護功能及死區(qū)時間　57
3.3　新型IGBT模塊　60
3.3.1　IR系列IGBT模塊　60
3.3.2　高壓IGBT模塊　62
3.3.3　富士電機的Ｒ系列IPM　64
第4章　IGBT驅動電路設計　67
4.1　IGBT驅動技術　67
4.1.1　IGBT柵極驅動要求　67
4.1.2　IGBT的驅動電路　70
4.2　M系列IGBT驅動模塊　74
4.2.1　M57957L/M57958L厚膜驅動集成電路　74
4.2.2　IGBT專用驅動器M57962L　76
4.2.3　IGBT驅動模塊M57962AL的應用　79
4.3　IR系列集成驅動模塊　81
4.3.1　IR2110集成驅動器　81
4.3.2　IR2130驅動器及其在逆變器中的應用　88
4.3.3　IR22系列新型柵極驅動及傳感集成電路　91
4.4　SCALE集成IGBT驅動板　92
4.4.1　SCALE集成電路　92
4.4.2　2SD315A驅動集成電路　97
4.4.3　應用電路　99
4.5　EXB系列集成驅動器　102
4.5.1　EXB系列集成驅動器的特點和工作原理　102
4.5.2　EXB系列驅動器應用電路　108
4.6　IGD508E/IGD515E智能柵極驅動模塊　114
4.7　TX系列驅動器　118
4.7.1　TX-KA系列驅動器　118
4.7.2　TX-KB102系列驅動器　136
4.7.3　TX-KC102系列驅動器　139
4.7.4　TX-KD系列驅動器　142
第5章　IGBT保護電路設計　148
5.1　IGBT保護電路　148
5.1.1　IGBT過壓保護電路　148
5.1.2　IGBT過流保護　152
5.1.3　IGBT過熱保護　158
5.2　IGBT典型保護電路　159
5.2.1　IGBT短路保護電路　159
5.2.2　快速短路和過電流保護電路　162
5.2.3　HL601A厚膜集成電路　165
5.3　無損緩沖吸收電路的設計　167
5.3.1　IGBT無損吸收網絡　167
5.3.2　緩沖電路的模型　170
5.3.3　諧振電容和諧振電感的選擇　171
5.3.4　美國CDE電容模塊　173
5.3.5　高頻串聯(lián)逆變器諧振極電容緩沖電路　174
5.3.6　C-2D和C-L-2D型無源無損緩沖電路　178
5.3.7　新型無源無損緩沖電路拓撲　181
5.3.8　復位型無損電壓鉗位變換器　184
5.3.9　無源軟開關變換器　186
5.3.10　無損緩沖雙管串聯(lián)單正激電路　188
5.4　典型保護電路的設計　191
5.4.1　大功率逆變器組合式IGBT過流保護方案　191
5.4.2　具有快速短路保護的中頻電源　195
第6章　IGBT應用電路設計　198
6.1　功率器件的選擇　198
6.1.1　IGBT模塊的選擇　198
6.1.2　IGBT模塊的散熱設計　202
6.2　IGBT模塊應用電路的設計　208
6.2.1　IPM在變頻電源中的應用　208
6.2.2　IGBT模塊在通用變頻電源中的電路設計　214
6.2.3　高壓變頻電源　218
6.2.4　軟開關變頻電源設計　221
6.3　IGBT模塊的電磁兼容性　224
6.4　IGBT損壞的原因及可靠性失效分析　228
6.4.1　IGBT損壞的原因及對策　228
6.4.2　半導體器件失效分析　231
第7章　IGBT在現(xiàn)代電源領域的應用　233
7.1　低功率IGBT的應用　233
7.2　IGBT在不間斷電源中的應用　237
7.2.1　IGBT在UPS中的應用情況　237
7.2.2　IGBT構成的Delta型變換器　239
7.2.3　UPS設計的趨勢　243
7.3　IGBT在逆變電路中的應用　245
7.3.1　IGBT在全橋逆變電路中的應用　245
7.3.2　IPM模塊在大功率逆變電源中的應用　246
7.3.3　IGBT在正弦波中頻逆變電源中的應用　248
7.3.4　IGBT在全橋電流源高頻鏈逆變電源中的應用　252
7.4　IGBT在逆變焊接電源中的應用 　256
7.4.1　IGBT在逆變式弧焊電源中的應用　256
7.4.2　IGBT在300A逆變焊接電源中的應用　258
7.4.3　IGBT在半橋逆變型電子束焊接電源中的應用　259
7.4.4　IGBT軟開關逆變式弧焊電源　262
7.4.5　IGBT在CO2氣體保護焊電源中的應用　265
7.5　IGBT在變頻電源中的應用　267
7.5.1　中壓變頻電源的主電路　267
7.5.2　功率器件串聯(lián)型中壓變頻電源　270
7.5.3　電容鉗位型多電平中壓變頻電源　274
7.5.4　多個獨立直流電壓源的級聯(lián)型拓撲結構　276
7.5.5　IGBT在大功率諧振過渡軟開關變頻電源中的應用　278
7.5.6　采用智能功率模塊的中頻高壓電源　284
7.5.7　采用SA08實現(xiàn)的400Hz電源　287
7.6　IGBT在DC/DC變換器中的應用　290
7.6.1　軟開關DC/DC變換器　290
7.6.2　零轉換PWM DC/DC變換器　300
7.6.3　推挽工作模式DC/DC變換器　305
7.6.4　全橋移相ZVS-PWM DC/DC變換器　310
7.6.5　ZVZCS PWM全橋變換器　315
7.6.6　三電平軟開關技術　318
參考文獻　329