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自上个世纪80年代开始,IGBT便凭借驱动功率小、开关速度快、饱和压降低等优点被广泛应用于各种功率变换装置。驱动保护电路作为控制IGBT导通和关断最重要的一环,关系着由IGBT组成的变换装置能否安全、可靠、高效地运行。目前,单纯依靠硬件电路技术实现IGBT驱动保护功能的电路存在保护功能不完善、故障信息无法分类和反馈、死区时间固定等问题。为解决这些问题,本文设计了以数字芯片CPLD为核心的带有智能故障管理系统的IGBT数字驱动保护电路,主要开展的研究工作如下:首先研究了 IGBT的机理。包括基本结构、工作原理、基本特性、SOA;结合IGBT导通过程中电压电流变化关系,对导通过程进行了详细分析;对短路故障下的三种短路形式及危害进行了详细研究;对IGBT失效的原因和机理进行了详细的分析。其次分析了 IGBT驱动保护电路的基本要求和基本原理。对IGBT驱动保护电路的驱动部分、保护部分和DC-DC电源部分的设计方法进行了详细的研究与总结。然后对数字控制的IGBT驱动保护硬件电路进行设计,并搭建了整体驱动保护电路的硬件架构。在此架构下,对CPLD核心模块、串口通讯模块、栅极驱动模块、隔离模块、故障保护模块、隔离DC-DC电源模块进行了详细的硬件电路设计和参数计算。根据驱动保护电路要求,完成了对部分驱动保护硬件电路的仿真测试。最后利用Quartus II工具对IGBT驱动保护电路程序进行开发。根据设计的驱动保护硬件电路分别对栅极驱动程序、串口通讯程序、故障保护程序进行了设计,并对正常和故障下的程序进行了时序逻辑仿真;根据不同故障下反馈回的代码和故障信号变为低电平的时间,开发了智能故障管理系统,并利用串口通讯程序测试了该系统和CPLD之间的通信。搭建基于双脉冲的试验测试平台,对设计的数字驱动保护电路进行了功能测试与分析。测试结果表明本文设计的数字驱动保护电路不仅具有完善的故障保护机制,而且可以实现对IGBT驱动脉冲死区时间的指定,以及对IGBT故障的智能化管理。