一种基于di_C/dt反馈控制的大功率IGBT驱动保护方法

针对大功率IGBT提出一种新型的有源门极驱动保护方法。在IGBT正常开通与关断过程中,利用di_c/dt反馈控制,设计软开通及软关断电路,有效缩短IGBT的开通与关断时间,提高IGBT的开关频率,减小器件功率损耗;在IGBT发生短路时,结合di_c/dt反馈技术,设计改进型有源钳位保护电路,实现IGBT软关断,防止关断时产生较大的过冲电压损坏IGBT,同时有效减小门极触发电阻R_g上的损耗。利用Saber软件进行电路仿真,并基于大功率IGBT模块YMIF1200-33实验平台,验证方案的可行性,结果表明,相对于传统控制方案,正常开关情况下,开通时间缩短了26.5%,关断时间缩短了52.6%;短路情况下,相对于传统有源钳位方法,改进方案在有效钳住V_(CE)电压的同时,关断期间门极电阻上的电流减小到原来的35.4%,并能在短路发生的第一时间迅速可靠地关断IGBT。     

IGBT模块窄脉冲解决方案

绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块在运行过程中,若出现窄脉冲,会对IGBT造成较大影响,甚至损坏。主要是因为内部IGBT或体二极管单元在未完全开通情况下又重新关断,这一过程产生的di/dt要比正常完全开通再关断的情况大很多,从而对于IGBT单元会产生很大的关断电压尖峰,而对于体二极管单元而言,会产生很大的du/dt和振荡。在此以模块FF1000R17IP4为例,分析了出现窄脉冲的原因,然后给出了限制窄脉冲的方法。     

一种Hefner IGBT模型门极电容参数的提取方法

Hefner IGBT模型足迄今为止最全面、准确性较高的模型.其中驱动模型可用于研究驱动环境与IGBT开关暂态di/dt,du/dt之间的关系.该模型的准确性依赖于门极电容参数Cgs,Caxd的准确提取.采用一个电流源给IGBT门极充电,根据门极电压Vgvs.开通暂态特性,使用"直线拟合"的数据处理方法,可以方便地得到门极电容参数值.最后通过3组不同门极电流,Ig作用下分别得到的门极电容参数值的比较,验证了该方法的正确性.     

适用于大功率绝缘栅双极型晶体管的两段式有源门极关断技术的研究

针对大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)应用中存在的关断过电压问题,提出了一种两段式有源门极关断技术。在IGBT关断过程中,通过在IGBT集电极和门极之间使用2个小容值的高压陶瓷电容和一串瞬态抑制二极管(TVS),在不同关断阶段,获得2个差别较大的门极反馈增益,从而达到限制关断过电压和控制关断电压上升率的目的。在Saber仿真环境中,与其它有源门极关断技术进行了充分比较和研究。     

IGBT有源门极前馈控制方法的研究

为使绝缘栅双极型晶体管(IGBT)稳定高效工作,提出一种基于电流变化率和电压变化率电压反馈的门极驱动方法。在IGBT开通时,与电流变化率成正比的反馈电压反馈到门极;同样,在IGBT关断时,与电压变化率成正比的反馈电压反馈到门极,进而实现对门极电压的实时前馈控制。与传统的门极控制方法相比,开通过程中的电流过冲和关断过程中的电压过冲得到明显的抑制,同时降低了器件的损耗。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性与可行性。     

基于IGBT开关暂态过程建模的功率变流器电磁干扰频谱估计

开关器件在开通和关断暂态过程产生的高电压和电流变化（dv/dt和di/dt）是高频电磁干扰的主要来源.提出一种基于IGBT开关暂态过程建模优化的电磁干扰频谱估计方法,建立了IGBT行为特性模型,分阶段研究了IGBT开通和关断的动态过程,用分段线性化方法模拟电压和电流的暂态波形,将非线性的开通和关断特征用多段dv/dt和di/dt组合描述.文中提出的方法提高了电磁干扰预测频谱在高频段的准确度,实验结果验证了方法的正确性.     

电机驱动系统的电磁干扰抑制方法研究

电机驱动系统中大功率开关器件在关断过程产生严重的电磁干扰问题,对其抑制方法的研究成为热点。分析IGBT控制原理及电压波形,利用Saber软件建立电机驱动系统模型,在传导干扰测试频率范围内,考虑无源器件的寄生参数,仿真传统门极控制、动态电压上升控制以及有源门极控制的直流侧和交流侧共模/差模干扰,通过对比得到有源门极控制下对系统干扰的抑制效果更好,有效降低系统的共模/差模干扰。基于有源门极控制方法,在改变IGBT开关频率的情况下分析干扰波形,对电力电子装置传导电磁干扰的抑制分析具有重要意义。     

有源箝位抑制IGBT浪涌电压的研究

提出采用有源箝位抑制IGBT关断浪涌电压的方法.IGBT集电极和门极间采用瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor,简称TVs)构成有源箱位电路,并根据IGBT耐压值和直流母线电压选择箱位电压值.当关断IGBT时,浪涌电压击穿TVs并箱位集射极电压,同时升高IGBT门极电压,减缓IGBT关断,抑制浪涌电压.在1.5 MW风电变流器上进行了相关实验,实验结果验证了该方法的有效性,并在成本、体积和可靠性等方面有一定的优势.     

微网快速开关系统驱动电路的研究

针对新型微网系统FREEDM(Future Renewable Electric Energy Delivery and Management)中的快速开关系统,提出了一种新型的IGBT驱动控制电路。将IGBT应用于FREEDM的快速开关系统中,根据其在不同故障状态下的不同关断特性,利用集电极退饱和原理,研究设计了具有双故障检测支路的IGBT驱动控制电路,从而保证IGBT在FREEDM中的可靠关断。最终通过Saber仿真和实验验证了驱动控制电路能够在各故障状态下可靠地关断IGBT。     

IGBT串联用的有源电压控制技术

IGBT有源电压控制技术（ActiVe Voltage Control,简称AVC）,是在IGBT控制过程中引入多重闭环反馈,使IGBT开通和关断过程中集电极-发射极电压V_CE的轨迹始终跟随预先设定的参考信号,实现高压应用时IGBT器件直接串联的同步工作和有效均压。本文介绍了有源电压控制技术的基本概念,串联IGBT的实验波形和相应的损耗计算。