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首页> 中文学位 >高效率集成智能功率模块研究
【6h】

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目录

百度 朱少铭驻守在葵潭镇位于广东省惠来县西北部,三面环水,背山面海,构成风光旖旎、千娇百媚的绵绵风景。

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状与发展趋势

1.3 主要工作与论文结构

第二章 智能功率模块简介

2.1 智能功率模块的结构

2.2 功率半导体器件

2.3 控制电路基本框架图

2.4 本章小结

第三章 功率MOSFET损耗分析及分段控制理论介绍

3.1 功率MOSFET的损耗分析

3.2 目前常用于降低功率MOSFET损耗的方法

3.3功率MOSFET分段驱动

3.4 本章小结

第四章 控制、驱动及保护电路设计与仿真

4.1 基准电流源设计及仿真分析

4.2 放大器与比较器设计及仿真分析

4.3 带隙基准电压源的原理及设计

4.4 输入接口电路

4.5 死区时间产生模块

4.6 高端驱动信号电平位移电路

4.7 低端驱动信号延迟电路

4.8 保护电路设计及仿真结果

4.9 整体电路验证

4.10本章小结

第五章 版图设计

5.1 版图设计基本规则

5.2 版图设计规则检查与对比

5.3 可用器件

5.4 整体版图设计

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

声明

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摘要

电力电子技术是实现强电和弱电相结合、连接功率流和信息流的纽带,电力电子器件的这一领域的核心和推动器。半导体功率器件是目前应用最广泛的电力电子器件,在经历了半控型器件和全控型器件的发展阶段后,目前它正朝着智能化、集成化的方向发展。集成智能功率模块是实现功率控制模块集成化、小型化和智能化的主要途径,目前已在电力电子技术各分支领域得到了广泛应用。转换效率是集成智能功率模块最为关键的技术指标之一,提高转换效率一直以来都是推动功率模块发展的关键因素之一。
  本文的研究工作主要集中于集成化、高效率智能功率模块的设计,重点是提高转换效率。为此,制定了传统负载峰值电流检测法、改进负载峰值电流检测法、PWM控制信号占空比检测法三种功率MOSFET分段控制方案。对比分析得知,PWM控制信号占空比检测法具有实时性好、低功耗、可靠性高等优点。完成了该控制模块的设计,基于FPGA平台验证了PWM信号占空比检测和比较功能。将此控制模块应用于一种直流电机驱动电路进行了实验验证,结果表明在负载为100mA时转换效率可提高4.4%。
  论文对高效率集成智能功率模块进行了分析和设计,将经过实验验证的高效率控制模块集成到了其中。完成了接口电路、死区时间产生、高端电平位移、低端信号延迟以及欠压保护、过压保护、过温保护、过流保护等子模块电路的分析、设计和验证。对传统的高端电平位移模块结构进行了改进,提出了一种有利于减小控制部分功耗的新结构。完成了整体电路的仿真分析,以及芯片版图的布局设计。研究结果符合预期要求,对研究高效率智能功率模块具有一定的指导意义。

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