GaN器件的LLC谐振变换器的优化设计

首先介绍了LLC谐振变换器的工作原理,详细分析了基于增强型氮化镓(e Ga N)场效应晶体管的LLC谐振变换器的开关过程。分析结果表明,通过调节死区时间可以避免Ga N晶体管的反向导通,从而减小损耗;通过减小高频功率回路电感可以减小功率回路的振荡。再对死区时间和功率回路布线分别进行了优化,由于Ga N晶体管栅源电压安全裕量很小,为确保器件安全,对驱动回路布线进行优化;最后设计了1台输入电压为48 V、输出电压为12 V、输出功率为100 W、开关频率为1 MHz的LLC实验样机,并进行了实验验证。实验结果表明,高频功率回路电感从5.6 n H降为0.4 n H时,下管关断时的漏源电压超调由15%下降到6.7%,另外驱动功率回路采用单层布线带屏蔽层的布线方式后,开关管的驱动电压几乎没有振荡。  

利用平面线圈消除电容器寄生电感的影响

电容器是滤波器的重要组成部分,其寄生参数对高频滤波性能有重要影响。本文设计了一种新型的电容器寄生电感的"消除器",以消除电容器的寄生电感的影响,该"消除器"采用平面化的PCB线圈,其上下层绕组的交错排布,有效降低二次寄生电容。本文分析了寄生电感的消除原理及"消除器"的二次寄生电容问题;建立了其3D有限元模型,对"消除器"的参数进行了分析计算,计算与测量结果极好地吻合;将该类"消除器"应用于电容器寄生参数的抵消,实验表明电容器高频性能得到了明显改善。  

一种基于DDS的寄生电感测量仪设计

精确的测量寄生电感,对于电容的合理应用具有十分重要的意义,介绍了一种利用LC谐振原理测量电容自身寄生电感的方法。利用直接数字合成器产生可编程的扫频信号激励含有寄生电感的电容,同时采用对数检波器对经过待测网络后的信号进行检波,在利用AD转换器采集检波器输出的直流信号。利用特定的程序算法比较连续的频率点的输出电平,最终找出谐振点频率,求出电容的自身寄生电感。该方案由于采用了不同于常规LCR电桥的原理,非常适合微小电感的测量,即使对于射频领域使用的微小电感也可以精确测量。其测试结果与采用网络分析仪测试的结果十分接近,基本可以满足大多数应用场合。  

寄生电感在IGBT开关损耗测量中的影响

MOS门极功率开关元件的开关损耗受工作电压、电流、温度以及门极驱动电阻等因素影响，在测量时主要以这些物理量为参变量。但测量的非理想因素对测量结果影响是值得注意的，比如常见的管脚引线电感。本文以实用的功率器件测试平台建造为背景，在理论分析和实验数据基础上阐述了各寄生电感对IGBT开关损耗测量结果的影响。  

IGBT模块应用中过电压的抑制

寄生杂散电感会使超快速IGBT关断时产生过电压尖峰，通常抑制过电压的方法会增加IGBT开关损耗或外围器件的耗散功率。介绍了有效抑制IGBT关断中过电压的新方法。  

寄生电感在超级电容均衡系统中影响的研究

针对轨道交通再生制动能量回馈吸收利用系统的超级电容器储能系统,设计了基于DC/DC变换器的馈能型均衡电路。由于系统工作在高频状态,以及超级电容拥有的特殊性：较大的容值和一个很小的漏感,在工作时就会产生一个明显的谐振,谐振的存在会严重影响系统的稳定性和可靠性。本文具体分析了整个系统中谐振的产生机理,建立模型,对工作中产生的谐波大小进行分析,最后进行了实验,验证了理论分析的正确性。  

新型低寄生电感模块的设计

寄生电感一直都是电力电子器件应用中需要克服的主要难题,尤其对于高频和大功率应用场合。模块内部的寄生电感会造成关断过程出现过电压,寄生参数会造成模块开关过程中的波形振荡,从而增加了电磁干扰和关断损耗。现在较常用的方法是把叠层直流母线引入到模块内部,但机械结构较复杂,而且成本较高,体积也较大。这里阐述了一种新的基于现有标准模块封装,通过为瞬时电流提供一条额外的超低寄生电感回路,真正实现了功率模块的低寄生电感设计,为大功率高频应用的实现提供了可能性。  

三相IGBT逆变器中的尖峰电压分析

母线排的杂散电感和开关过程中较大的di/dt会在IGBT上引起很高的尖峰电压,从而增加了逆变器的开关损耗,降低了可靠性。提出针对三相IGBT逆变器中尖峰电压的分析方法。首先利用有限元法对三相IGBT逆变器中两种不同类型母线排建模,分析提取母线排的杂散参数,接着在PSpice中建立逆变器各部分等效电路模型,利用该模型对IGBT逆变器中的尖峰电压进行仿真分析。实验研究表明,在不同负载电流下,仿真和实测尖峰电压在峰值和波形上都具有良好的符合度,表明该方法能够较准确地分析和预测逆变器中的尖峰电压。  

寄生电感对SPD的影响

对SPD及其连接导线中的寄生电感进行电路分析,指出导线中的寄生电感对SPD安装的影响。寄生电感既能削弱保护装置的箝位限压作用,也能合理利用寄生电感实现多级SPD间的能量配合。并结合某具体案例加以说明。最后指出要科学地认识寄生电感,以减小对被保护设备的危害。  

三电平逆变器缓冲电路内外电压不平衡分析及改进

针对三电平逆变器RCD缓冲电路在相邻开关状态之间转换时所发生的两种电压不平衡现象，进行了深入详细地分析，研究了产生电压不平衡的机理，并依据电路基本定律，推导了两种不平衡电压的计算公式。在此基础上，提出了一种简单的能使电压平衡的办法，并进行了仿真验证。结果表明性能良好。