孟繁伟，常铁原，张 苑

（河北大学 电子信息工程学院，保定 071000）

基于IGBT斩波电路的大功率负载研究

孟繁伟，常铁原，张 苑

（河北大学 电子信息工程学院，保定 071000）

0 引言

PWM斩波电路因其功率因数高、可控性好而广泛用于电力电子行业。作为斩波电路的优势开关器件[1]，绝缘栅双极晶体管IGBT综合了GTR和MOSFET的优点，具有通流能力强、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好、驱动功率小等特点。IGBT是一种电压控制型电力电子器件，通过控制栅极电压能稳定控制其导通与关断，从而实现电压调节。IGBT的驱动与保护是其主要研究问题，尤其是大功率条件下，如果IGBT的导通和关断时间增加，必然造成损耗增大。良好的驱动电路应使其处在较理想的开关状态且禁止误导通。主要研究IGBT斩波电路在大功率模拟负载中的应用，说明驱动电路和保护电路的设计思路。

1 斩波电路设计

1.1 器件选择

在实际工程中，常需要在市电条件下用大功率负载产生短时间大电流。该电流往往可调[2]，以便用于对某些设备的测试和研究。本模拟负载单路能提供最大50A的电流，功率达14KW并可根据实际需求多路并联。

IGBT选择仙童公司的FGY75N60SMD，该器件集射间耐压600V，内含保护二极管，可防止IGBT导通瞬间的浪涌。TC=25℃时最大通过电流为150A，TC=100℃时为75A。由于极间存在纳法级电容，而IGBT输入阻抗无穷大，因此栅极注入一定正电荷使栅极电压大于导通电压，IGBT即可导通，且导通程度深，开关特性好。栅极耐压值为±20V，栅射导通压降典型值为5V。

根据该管特点及电路设计要求，选择IR公司的IR2125作为IGBT驱动芯片。……