逆变器驱动芯片测试好坏



24伏的逆变器怎样改成72伏的？

答：将24伏逆变器改成72伏的难度较大且存在安全风险，若操作不当可能损坏设备甚至引发危险，不建议非专业人士自行改装。若您有一定电子电路知识和技能，可参考以下大致思路：

1.更换变压器：逆变器中变压器负责电压的变换。24伏逆变器的变压器是按照24伏输入设计的，需更换为能适配72伏输入输出要求的变压器。要准确计算变压器的匝数比等参数，确保其功率能满足实际使用需求。

2.调整输入电路：原24伏逆变器的输入电路是针对24伏电压设计的，改成72伏后，输入电路中的电容、电阻等元件耐压值可能不足，需更换为耐压值更高的元件，以保证电路安全稳定运行。

3.修改控制电路：控制电路需识别和适应新的72伏输入电压。可能要调整控制芯片的相关参数设置，或对控制电路进行重新编程，使其能正确控制逆变器在72伏电压下正常工作。

此外，整个改装过程完成后，一定要进行全面测试，包括带载能力测试、稳定性测试等，确保逆变器在72伏下能正常工作且输出符合要求。如果对电子电路知识掌握不足，建议购买符合72伏要求的成品逆变器，以保障安全和使用效果。

在实际应用中，如何确定IGBT器件外部栅极电阻的取值？

深入解析：如何在实际应用中精准选择IGBT外部栅极电阻

在IGBT的实际运用中，栅极电阻的精确选取对于器件的开关特性与损耗控制至关重要。英飞凌专家高铭在工业半导体微信公众号分享了这一关键知识点。

首先，如图1所示的开关损耗测试，栅极电阻Rgon/Rgoff的选取需遵循数据手册中的指导，比如Rgon的选取应确保在室温和低电流条件下稳定，避免器件震荡。这个值不仅决定了IGBT的开关速度，还影响了驱动电路的功率损耗、电磁干扰抑制以及防止栅极振荡等关键因素。

图1：开关损耗测试条件示例

为了优化IGBT的开关性能，通常采用独立的开通和关断栅极电阻，如图2所示，通过快恢复二极管串联在关断回路中，确保关断电阻小于开通电阻，以适应不同功率器件的延迟需求，特别是考虑到关断时长往往长于开通。

图2：独立的开通和关断栅极电阻配置

然而，栅极电阻的大小并非一成不变。过大的关断电阻可能导致在IGBT关断过程中，由于dv/dt和密勒电容Cgc的影响，如图3所示，栅极电压被抬高，可能导致器件寄生开通，影响系统可靠性。反之，过小的电阻可能导致关断时di/dt过高，造成Vce电压尖峰，增加器件受损风险。因此，设计师必须在开关速度和系统稳定性之间进行巧妙权衡。

图3：寄生开通风险与栅极电阻的关系

IGBT数据手册中，图4展示了在特定测试条件下，栅极电阻与开关损耗的关系曲线，为设计提供了参考。但为了确保选择的电阻值适用于实际应用，最终还需通过实验验证来确认。

图4：开关损耗与栅极电阻的关系曲线

对于更深入的栅极电阻选型策略，可参考英飞凌的AN2015-06应用指南，以及知乎文章《IGBT驱动电流行为综述》和《IGBT驱动电流及驱动功率的计算》。英飞凌凭借其强大的IGBT产品系列，针对不同应用场景提供了定制化解决方案，确保器件在特定条件下的最佳性能。

图5：IGBT单管和模块的应用领域

从裸片IGBT到封装单管和模块，英飞凌的产品线涵盖了从硅基IGBT芯片、模块集成、功率集成模块到大功率组件，涵盖了广泛的电力电子应用，如通用逆变器、太阳能逆变器、UPS等。特别是单管IGBT，以其高电流密度和低功耗特性，显著提升了能效和系统成本效益。

图6：英飞凌提供的IGBT产品线

英飞凌还提供了丰富的在线教育资源，通过11节IGBT系列网课，帮助用户深入了解IGBT的各个方面。点击获取这些宝贵资料，深入探索IGBT技术的世界。

图7：IGBT系列网课

要想了解更多详情，访问英飞凌官网IGBT-绝缘栅双极晶体管-英飞凌(Infineon)官网，获取最全面的产品信息和服务。如果您有特定需求或想进一步咨询，可通过填写客户信息登记表与我们联系。

图8：英飞凌官网入口

深入了解IGBT，让我们携手英飞凌，共同提升电力电子设备的性能与效率。

igbt模块的作用有哪些?

IGBT芯片是IGBT模块的核心部件，由数万个到数亿不等的元胞构成，应用于大电流、高电压、高频率场景。在芯片参数方面，注重开关频率、工作结温、短路能力、温度系数、柔软度、导通损耗等，需要在开通关断、抗短路能力和导通压降（控制热量）三者方面保持均衡。随着下游应用的不断提出新的挑战，IGBT芯片的结构也一直在创新和发展，向更好的性能进化。FRED芯片是一种反向恢复时间短的二极管，主要应用于开关电源、变频器、电机驱动等电力电子电路中。FRD芯片的特性主要有超快恢复时间、大电流能力、高抗浪涌电流能力和低正向压降。IGBT单管是将单个IGBT芯片和FRD芯片采用1个分立式晶体管的形式封装在铜框架上。IGBT单管采用稳定可靠的平面栅和沟槽栅工艺，具有优良的反向与短路安全工作区，集合了MOSFET开关速度快、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、通态电流大、损耗小的特点。IGBT模块是指将多个IGBT芯片与FRD芯片通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。IGBT模组的制造过程包括芯片测试、等级选择、常规试验等。IGBT模块下游应用领域较广，主要应用在智能电网、工业控制变频器、电焊机、新能源汽车、光伏及风力发电逆变器、变频家电等多个领域。IPM模块是指将IGBT芯片、FRED芯片、驱动电路、保护电路、检测电路等集成在同一个模块内，通过调节输出交流电的幅值和频率控制电机的转速实现变频，是专用IC化高性能功率模块，广泛应用于家电、变频器、新能源车等领域。白色家电的核心控制部件是其内部将IGBT、驱动电路以及保护电路封装的IPM模块，进一步提升变频家电功耗与可靠性。变频空调IPM模块内部原理的是指能将固定频率的交流电转化成家用电器负载状况自动调节频率的变频电流，具有节能、过热保护、抗干扰能力、智能控制等优点。

旋转变压器那点事儿

旋转变压器那点事儿

旋转变压器（简称旋变）在电机控制领域扮演着至关重要的角色，特别是在对电机转速精度和转矩脉动要求较高的场合。以下是对旋转变压器的详细解析，包括其原理、选型、电气参数以及激磁电路的设计等方面。

一、旋转变压器原理

旋转变压器是用来测试电机转子与定子之间角度的传感器。其结构同样由定子和转子组成，定子分布有激磁绕组和正余弦反馈绕组，转子则由硅钢片叠压而成。在使用时，旋转变压器的转子与电机转子同轴。当外加正弦波激励信号时，由于旋转的转子会改变磁回路的磁阻，进而影响正余弦绕组反馈信号的幅值。通过解析这些反馈信号，可以分离出其所包含的角度信息，从而实现角度测量。

二、旋转变压器的选型

极对数的选取：

一般选取与电机极对数相同的极数，以便测出的电角度与逆变器坐标变换的电角度无需换算。

若测量电角度误差满足需求，二者极对数也可不匹配。但需注意，当旋转变压器极对数多于电机极对数时，需考虑最大电角频率对解码芯片的影响。

原次边变比选择：

主流激磁信号幅值为7Vrms/4Vrms，反馈信号需输入到解码芯片中解码。

为降低成本和简化设计，需保证选择的变比使反馈信号幅值在芯片输入范围内且接近其推荐值。

尺寸选型：

旋转变压器的转子需装到电机转子上，因此电机轴径与旋转变压器转子内径需匹配，以减小偏心度。

三、旋转变压器的电气参数

激励频率：

推荐频率为10kHz/16.5kHz。频率过低会导致输入阻抗低、驱动功率大，且携带的角度信息少。

频率过高会增大剩磁电压，对硬件解码速度与带宽提出更高要求。

电气误差：

衡量输出电动势与转角之间严格符合正余弦关系的程度，用角分与角秒表示。

阻抗：

输入阻抗与激磁功率息息相关，输出阻抗可忽略不计。

驱动功率可近似用激磁电压有效值的平方比输入阻抗来计算。

相移与剩压：

相移表示激磁信号与反馈正弦信号的偏离角度。

剩压表示磁钢的磁化程度，与材料相关。

四、旋转激磁电路的设计

信号源端与负载分析：

源端来自旋变解码芯片，如AD2S1210。

终端负载为旋转变压器。

激磁信号调理要求：

输入电阻需大于45k，以保证运放正常工作。

运放电源需合理选择，以避免信号削顶或削底。

建议选择反相放大器，以提高抗干扰能力。

运放选择与电路拓扑：

运放需具备rail-to-rail输出，压摆率需覆盖负载上升速率。

供电电压需尽可能靠近输出电压峰值，以减少功耗。

截止频率需按最大相位延迟进行计算，以确保信号质量。

五、旋转变压器调理电路调试注意事项

信号质量判断：

结合故障引脚LOT与DOS判断信号质量，如信号满足要求而报错，可放宽信号幅值的寄存器门限。

激磁信号质量保障：

激磁输出信号不可设计成单位增益形式，以避免旋变线长度对信号质量的影响。

电容敏感性：

对激磁回路上的所有电容敏感，防止发生意外震荡。

综上所述，旋转变压器在电机控制领域具有重要地位，其选型、电气参数以及激磁电路的设计均需严格考虑。通过深入了解旋转变压器的相关知识，可以为电机控制与硬件设计提供有力支持。

IGBT是什么？

IGBT全称Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管，是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件。为世界公认的电力电子第三次技术革命的代表性产品，是工业控制及自动化领域的核心元器件。

一、IGBT的发展历程与性能特点

上个世纪八十年代，IGBT已经出现，发展至今已经经过7次迭代升级。IGBT具有高频率、高电压、大电流、易于开关等优良性能，主要作用是进行交流电和直流电的转换、电压高低的转换，被视为电控系统中的“CPU”。简单来说，IGBT能够根据信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，好似一个“开关”，实现精准调控。

二、IGBT的应用领域

IGBT的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：

电动汽车：IGBT是影响电动汽车性能的核心器件之一，可用于电动汽车的电池管理系统、电动控制系统、空调控制系统、充电系统等，与动力电池电芯一起被业内并称为电动汽车的“双芯”。例如，当IGBT用于电动汽车的电机中时，电动汽车通过电机来驱动车轮行驶，车内电机系统主要包括电动机和逆变器两部分，而IGBT模块是逆变器的核心器件，通过调节输出电能的形式，从而驱动电机，为汽车运行提供动力。高铁：IGBT模块是高铁牵引变流器中的重要部件，通过IGBT模块的开关，将直流电压转换为对称的、具有可变振幅和频率的交流电压，带动牵引电机运行。新能源发电：光伏、风电等新能源发电领域也在不断提高电气化、智能化水平，IGBT在这些领域也有广泛应用。消费级产品：电视机、洗衣机、空调、冰箱等消费级产品也在不断提高电气化、智能化水平，IGBT在这些产品中同样发挥着重要作用。传统电网：传统电网也在加速智能化，IGBT在智能电网的建设和运维中也扮演着重要角色。三、IGBT的战略地位与发展趋势

IGBT是国家战略性新兴产业，当前正加速国产化。国家持续支持工业半导体材料、芯片、器件、IGBT模块领域关键技术攻关。如工信部在2017年推出“工业强基IGBT器件一条龙应用计划”，针对新能源汽车、智能电网、轨道交通三大领域，重点支持IGBT设计、芯片制造、模块生产及IDM、上游材料、生产设备制造等环节，促进IGBT及相关产业的发展。

四、IGBT的可靠性测试与失效分析

IGBT性能优良，在工作中承担“重任”，如果质量不过关，芯片或整个模块将失去效用或者寿命缩短，这将影响整个器件乃至产品的正常运行。因此，为了能及时发现IGBT潜藏问题，找出器件隐患，应对IGBT进行可靠性测试，这有助于指导厂商更加深入了解其产品可靠性，从而加快产品开发速度，优化工艺流程，提升产品质量。

IGBT模块常见的失效模式包括芯片失效和模块老化失效。前者包括过热、过压、过电流等因素，如过热可能是由于环境温度高、温度保护点设置不合适、温度保护不及时、电流过大、器件损耗过高等引起；后者主要是模块的电极端子、外壳焊接层、芯片键合线等部位出现问题。不同的失效模式可以通过一些可靠性方法进行评估，比如模块的焊接层老化失效，可以通过温度循环、温度冲击和功率循环等来判断。

五、IGBT的相关知识分享IGBT退饱和现象：根据IGBT输出特性曲线，到一定临界点后，CE电压迅速增大，而集电极电流并不随之增长，这时称IGBT退出了饱和区。在这个区间内，IGBT损耗增加，发热严重，是需要避免的工作状态。退饱和原因是栅极施加一个大于阈值的正压VGE，则栅极氧化层下方会出现强反型层，形成导电沟道，当CE电压增大到临界点，沟道末的电势随着VCE而增长，使得栅极和硅表面的电压差很小，进而不能维持硅表面的强反型，这时沟道出现夹断现象，电流不再随CE电压的增加而成比例增长。湿度对IGBT模块的影响：湿度对高压IGBT模块尤其是壳式封装来说是十分重要的一个参数，因为其非密封设计且半导体界面（比如钝化层）存在高压场强。湿度可能引起的功率半导体失效机理包括机电迁移和铝腐蚀。

综上所述，IGBT作为一种重要的功率半导体器件，在多个领域都发挥着关键作用。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，IGBT的市场前景将更加广阔。

逆变器后级双NE555芯片的驱动板都可以通用吗？

电动汽车逆变器用于控制汽车主电机为汽车运行提供动力，IGBT功率模块是电动汽车逆变器的核心功率器件，其驱动电路是发挥IGBT性能的关键电路。

电动汽车逆变器用于控制汽车主电机为汽车运行提供动力，IGBT功率模块是电动汽车逆变器的核心功率器件，其驱动电路是发挥IGBT性能的关键电路。驱动电路的设计与工业通用变频器、风能太阳能逆变器的驱动电路有更为苛刻的技术要求，其中的电源电路受到空间尺寸小、工作温度高等限制，面临诸多挑战。本文设计一种驱动供电电源，并通过实际测试证明其可用性。

常见的驱动电源采用反激电路和单原边多副边的变压器进行设计。由于反激电源在开关关断期间才向负载提供能量输出的固有特性，使得其电流输出特性和瞬态控制特性相对来说都比较差。在100kW量级的IGBT模块空间布局中，单个变压器集中生产4到6个互相隔离的正负电源的设计存在诸多不弊端：电源过于集中，爬电距离和电气间隙难以保证，板上电源供电距离过长等等。本设计采用常见的非专用芯片进行电路设计，前级SEPIC电路实现闭环，后级半桥电路实现隔离有效解决了上述问题。该电路成功应用于国际领先的新能源汽车逆变器设计中。应用表明，该设计具有较好的灵活性、高可靠性和瞬态响应能力。

1 电动汽车逆变器驱动电源的要求分析

电动汽车逆变器驱动电源一般为6个互相隔离的+15V/-5V电源。该电源的功率、电气隔离能力、峰值电流能力、工作温度等等都有严格的要求。以英飞凌的汽车级IGBT模块FS800R07A2E3_B31为目标进行电源指标的具体计算，该模块支持高达150kW的逆变器系统设计。

1.1 驱动功率计算

该驱动电源的输入功率计算公式为：

P=f_sw×Q_g×△V_g/η（1）

其中f_sw开关频率取10kHz，Q_g根据数据手册取8.6nC，△V_g为门极驱动电压取23V。考虑到功率较小，效率取85%。此外注意到数据手册中的8.6nC是按照电压+/-15V计算，需考虑折算，最后计算结果为1.8W。考虑设计裕量1.1倍，记为2W。

1.2 驱动电流计算

平均驱动电流计算公式为：

I_av=f_sw×Q_g（2）

可以计算得到平均电流为86mA。

峰值电流计算公式为：

I_peak=△V_g/（R_gext+R_gint）（3）

R_gext为外部门极电阻，按数据手册取开通1.8欧关断0.75欧。R_gint为内部门极电阻，按数据手册取0.5欧，得到开通峰值电流10A，关断峰值电流18.4A。实际使用中，开通电阻和关断电阻需要进行开关速度与短路保护能力等性能的折衷，良好的设计值在2.2~5.1欧范围，因此实际开关峰值电流在4~10A范围。

2 驱动电源电路设计

2.1 电源拓扑设计

该电源的输入是新能源乘用车常规的12V电源，该电源通常波动范围是8~16V，而驱动电源的输出需要相对稳定。需要设计多组宽压输入、定压输出的隔离电源。本设计把电源分成两级：前级电源实现宽压输入、定压输出功能，后级实现隔离功能，结构见图1.

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