变频器的IGBT驱动保护电路及死区补偿研究

摘要

IGBT驱动保护电路作为变频器主回路和控制回路之间的接口电路，具有承接前后作用。设计好驱动保护电路对于变频器正常工作起着举足轻重的作用。死区补偿对改善变频器输出电压波形，减小输出电流谐波含量具有重要意义。 本文在详细分析IGBT的结构和工作特性的基础上，以HCPL316为核心设计了一套完整的IGBT驱动保护电路。该电路具有较强驱动能力，适用于驱动中小容量的IGBT；能够对IGBT过电流、过电压提供保护，针对不同型号IGBT的开关特性，可调节适合的死区时间，防止逆变电路桥臂直通。仿真和实验证明，该驱动保护电路可以对变频器提供可靠的过流、过压保护功能；通过调节死区可调电阻，设置适合的死区时间，保证了变频器中IGBT安全可靠运行。 为了减小IGBT驱动电路中产生的死区效应，本文采用基于功率因数角预测方法进行死区补偿。该方法首先通过对功率因数角的计算，确定电流矢量在三相静止坐标系中所处的位置，进而判断输出电流方向，调节IGBT控制脉冲宽度以补偿变频器死区时间。减少变频器的输出电流谐波，降低电动机噪声，延长电机寿命。该方法易于软件实现、具有补偿精确等优点。 在变频器控制单元中，基于常用SVPWM软件基础上，编写了功率因数角预测死区补偿算法。通过对变频器死区补偿前后的试验，证明了本文所提方法的正确性和有效性。

目录

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第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2 IGBT驱动保护技术的研究现状

1.3变频器死区补偿研究现状

1.4本文主要工作

第二章IGBT驱动保护电路的研究及设计

2.1 IGBT对驱动电路的要求

2.2 IGBT保护电路研究

2.3 IGBT驱动保护电路的硬件设计

2.4小结

第三章空间矢量PWM的死区补偿研究

3.1空间矢量PWM的原理介绍

3.2 SVPWM的死区补偿效应分析

3.3死区补偿方法的研究

3.4 SVPWM死区补偿的软件实现

3.5小结

第四章试验与分析

4.1 IGBT驱动保护电路的试验结果

4.2变频器死区补偿试验结果

4.3 小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

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