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IGBT和IPM及其应用电路

IGBT和IPM及其应用电路

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作者: 周志敏著 , 周纪海著 , 纪爱华著

出版社: 人民邮电出版社

出版时间: 2006-03

版次: 1

ISBN: 9787115143549

定价: 32.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 331页

字数: 531千字

丛书: 现代电力电子应用技术丛书

分类: 工程技术

53人买过

　　本书在介绍IGBT和IPM结构与特性的基础上，结合国内外电力电子器件的应用和发展趋势，全面系统、深入浅出地阐述了IGBT和IPM的典型电路和应用技术，突出实用性。全书共7章，分别介绍了电力电子器件的发展和研发动向、IGBT的结构和工作特性、IGBT功率模块、IGBT驱动电路设计、IGBT保护电路设计、IGBT应用电路设计以及IGBT在现代电源领域中的应用。
　　本书题材新颖实用，内容丰富，文字通俗，具有很高的实用价值，可供电信、信息、航天、军事及家电等领域从事电源开发、设计和应用的工程技术人员和高等院校相关专业师生阅读参考。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　IGBT典型保护电路　159
5.2.1　IGBT短路保护电路　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　典型保护电路的设计　191
5.4.1　大功率逆变器组合式IGBT过流保护方案　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

第7章　IGBT在现代电源领域的应用　233
7.1　低功率IGBT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PWMDC/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-PWMDC/DC变换器　310
7.6.5　ZVZCSPWM全桥变换器　315
7.6.6　三电平软开关技术　318

参考文献　329
内容简介:
　　本书在介绍IGBT和IPM结构与特性的基础上，结合国内外电力电子器件的应用和发展趋势，全面系统、深入浅出地阐述了IGBT和IPM的典型电路和应用技术，突出实用性。全书共7章，分别介绍了电力电子器件的发展和研发动向、IGBT的结构和工作特性、IGBT功率模块、IGBT驱动电路设计、IGBT保护电路设计、IGBT应用电路设计以及IGBT在现代电源领域中的应用。
　　本书题材新颖实用，内容丰富，文字通俗，具有很高的实用价值，可供电信、信息、航天、军事及家电等领域从事电源开发、设计和应用的工程技术人员和高等院校相关专业师生阅读参考。
目录:
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　IGBT典型保护电路　159
5.2.1　IGBT短路保护电路　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　典型保护电路的设计　191
5.4.1　大功率逆变器组合式IGBT过流保护方案　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

第7章　IGBT在现代电源领域的应用　233
7.1　低功率IGBT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PWMDC/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-PWMDC/DC变换器　310
7.6.5　ZVZCSPWM全桥变换器　315
7.6.6　三电平软开关技术　318

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