高频正弦波电流下IGBT能带结构和开关特性分析

基于能带理论--载流子浓度分布与电极距离函数的宏观体现，该文提出了一种IGBT在高频正弦波电流及零电流开关条件下开关动态特性的分析方法。首先介绍了功率器件在实际电路中的工作条件，其次提出了IGBT的能带结构图，并通过对独立元件、稳态及暂态时的能带图的分析比较，得出开关动态特性，并给出开关时刻的电压电流初值及能带图；实验结果也验证了IGBT在高频正弦波电流下零电流开关的开关特性；根据这个特性，文章采用随谐振电流大小微调开关频率的方法，来实现功率管电压过冲的完全抑制。     

串联谐振电流源高频链正弦波逆变器的工作原理和控制方法

提出一种新型的串联谐振电流源模式隔离的高频链正弦波逆变器拓扑结构,详细介绍了其工作原理。结合该逆变器的控制难点,采用适于该逆变器拓扑运行特色的控制策略及四象限逻辑组合方式,并给出了谐振槽的参数确定方法。在48V直流输入、220V/50Hz交流输出的1kW实验样机上进行实验,实验结果验证了该逆变器控制方案及实施方法的正确性。同时通过周波变换器结构的变形,构成了各具特色的拓扑簇。     

串联谐振高频链逆变电源数学模型分析

首先从串联谐振高频链逆变电源的工作原理及相应的控制策略出发，得到各谐振模式下的状态方程；通过整合谐振模式控制信号、象限判断信号及谐振电流极性判别信号，得到所有谐振模式统一的状态方程；利用谐振槽等效的方法，进一步简化系统的数学模型，得到逆变器的降阶状态方程；在此基础上，文章利用Matlab软件分析和比较了原逆变电源和降阶等效系统的在随机控制信号及阶跃信号下的响应，验证了等效模型的正确性；同时还将基于降阶系统构建的控制器应用于实验样机，其优良的负载突变响应也验证了等效模型的正确性。     

开关功率变换器中高频电感器的分析与设计

对高频率和大电流的开关功率变换器,电感器损耗对温升及变换器效率指标具有重要影响.通过高频电感器线圈损耗机制的深入分析,对铜箔线圈以及里兹线线圈进行了比较,提出了线圈避开气隙扩散磁通的设计思想和原则.研究了基于功率铁氧体材料性能因素(PF)指标的铁芯材料选用依据.改进、设计了一种高频串联谐振型逆变器的谐振电感器,在1 kVA容量时,使逆变器整机效率提高了4%.     

高频正弦波电流下MOSFET和IGBT工作特性分析

从功率半导体器件MOSFET和IGBT的工作环境出发,详细分析了器件的通态电压、电流及开关时刻,得出在合适的关断电流瞬时值下,不仅能实现功率器件的ZCS,还能实现ZVS和无电压过冲换流的结论.还分析了在不合适电流值下换流时,电压过冲的产生机理,并提出了一种彻底抑制电压过冲的方法.通过测试实验室样机所用的功率器件,验证了分析的正确性和该方法的有效性.     

新型半桥电流源串联谐振软开关三电平逆变器及其控制

提出了一种新型半桥电流源型串联谐振零电流三电平逆变器.该逆变器由三电平桥臂、串联谐振槽、双副边高频隔离变压器、共发射极周波变换器及输出滤波电容组成,开关管电压应力为输入电压的一半,可实现全程零电流软开关.分析了系统开关与能量交换的过程,并对每个开关过程能量传递方式进行了讨论.根据四象限工作要求设计了逻辑组合驱动信号,实现了系统在阻性负载、感性负载、空载模式下的控制.在对电路详细分析的基础上,已经制作样机一台,并通过实验验证了理论分析的正确性.