Insulated Gate Bipolar Transistor Closed-loop Active Current and Voltage Slope Control
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2013-04-22
Department
Major/Subject
Sähkökäytöt
Mcode
S3016
Degree programme
EST - Elektroniikka ja sähkötekniikka
Language
en
Pages
7 + 46
Series
Abstract
IGBT-transistoreita (Insulated Gate Bipolar Transistor) käytetään tehoelektroniikassa kytkinkomponentteina erityisesti teholähteissä ja moottorikäytöissä. Komponentin yleisyydestä huolimatta transistorin hilajännitteen käyttäytyminen on usein esillä oleva ongelma tuotekehityksessä ja tuotesuunnittelussa. Tässä työssä esitellään säätötopologia hilaohjaimelle, joka toimii suljetun silmukan säädöllä. IGBT-transistorilta takaisinkytketty signaali säätää PI-ohjaimen avulla hilalle menevää signaalia ja ohjaa transistorin käyttäytymistä sytytysja sammutusvaiheessa säätämällä virran- ja jännitteen nousunopeutta. Tämän säätötavan etuina ovat sen dynaamisuus ja kyky kompensoida transistorin epäideaalisuuksia. Tässä työssä toteutettiin ehdotettu topologia piirikorttitasolla ja kortti testattiin. Testitulokset ja johtopäätökset on esitetty työn lopussa. Alustavien testien tuloksista voi päätellä ehdotetun suljetun silmukan säädön periaatteen toimivan. Piirin ideaalinen toiminta vaatii kattavampia testejä tulevaisuudessa mutta toimiessaan se tarjoaa varteenotettavan vaihtoehdon yleisiin hilaohjainongelmiin. Avainsanat:In power electronics Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) are widely used especially for switching purposes in power supply and motor-drive applications. However, an optimized behavior of the transistors gate voltage through a gate driver is common issue for product development and design. In this thesis the possibility of a closed-loop active control for the gate driver was examined. The closed-loop active control incorporates a closed-loop feedback signal to the switching event of an IGBT and through a PI-controller the feedback signal is used to attain a desired switching condition i.e. by controlling the current and voltage slopes a wanted switching condition is achieved. The advantages of this control method are stray parameter compensation and dynamicity. A hardware implementation of the suggested topology was designed and tested in this thesis and the test results are presented with conclusions. The results indicate the rightfulness of the closed-loop active control topology and the potential for it to be a considerable alternative to common control methods through further testing.Description
Supervisor
Kyyrä, JormaThesis advisor
Hellman, JoukoKeywords
Power electronics, IGBT, di/dt, du/dt, closed-loop control, Tehoelektroniikka, IGBT, di/dt, du/dt, suljetun silmukan säätö