碳化硅MOSFET与硅MOSFET的应用对比分析

碳化硅MOSFET具有导通电压低、开关速度极快、驱动能力要求相对低等特点,是替代高压硅MOSFET的理想器件之一。将额定电压、电流相同的碳化硅MOSFET和高性能硅MOSFET应用于反激式变换器中进行对比测试,实验结果表明,在相同的驱动条件和负载条件下,碳化硅MOSFET的开关速度明显快于硅MOSFET;在12 V驱动电平条件下,直接采用碳化硅MOSFET替代硅MOSFET使得变换器的效率明显提升;采用20 V栅极驱动电平,效果更加明显。     

公共支路阻抗耦合对碳化硅MOSFET器件并联电流分配的影响及优化

为了评估公共支路阻抗耦合效应对碳化硅MOSFET器件并联动静态电流分配的影响,改善并联器件间电流分配的一致性,首先建立包含关键寄生电阻和寄生电感的等效电路模型,分析公共支路阻抗耦合对并联器件动态和静态电流分配的影响。然后,针对不同应用工况下并联器件个数不同的问题,提出n个器件并联支路阻抗补偿的方法。通过对并联器件的漏极测和源极侧阻抗进行补偿,可以消除公共支路阻抗耦合效应对并联器件动静态电流分配的影响。最后,搭建支路阻抗补偿前和补偿后的仿真电路和实验平台。结果表明,通过对并联器件支路阻抗进行补偿,可提升并联器件动静态电流分配的一致性,验证了该方法的有效性。     

碳化硅MOSFET结电容模型

针对碳化硅(SiC) MOSFET结电容,提出了一种建模方法.该方法通过统筹考虑寄生电容的物理结构模型、数学模型以及电路仿真模型后优化生成.此处考虑结电容对SiC MOSFET动态特性的影响情况,进而对3种结电容(栅源极电容、栅漏极电容和漏源极电容)进行建模探究,得出适用于SiC MOSFET的非线性结电容模型.最终通...     

碳化硅MOSFET的变温度参数建模

为在全温度范围内准确反映碳化硅(silicon carbide,SiC)MOSFET的工作特性,提出一种基于Pspice仿真软件的SiC MOSFET变温度参数模型。该模型中引入温控电压源和温控电流源以补偿SiC MOSFET静态特性随温度的变化,同时着重考虑了SiC MOSFET的低温特性和驱动电路负压的影响。详细阐述建模原理,分析各个关键参数对SiCMOSFET静态特性及动态特性的影响,给出建模原理。搭建基于Buck变换器的SiC MOSFET测试实验样机,在不同电压点、电流点及温度点(25-125℃)下进行实验测试,并将测试结果与基于变温度参数Pspice模型的仿真波形和损耗估算结果进行比较。比较结果高度吻合,功率损耗误差在10%以内,验证了提出的变温度参数模型的准确性和有效性,为实际应用中采用SiC MOSFET器件进行系统分析和效率评估提供了重要的依据。     

碳化硅MOSFET器件特性的研究

由于材料性能的不同,碳化硅MOSFET与硅MOSFET在电气特性方面存在一些显著差异,不能简单地将硅MOSFET直接替换为碳化硅MOSFET。为了准确地掌握碳化硅MOSFET在实际应用中的工作特性,利用双脉冲测试电路对器件特性进行了研究,重点对通态特性和开关特性进行了分析、总结,实验结果可对基于碳化硅MOSFET的变换器优化设计提供指导。     

高功率密度碳化硅MOSFET软开关三相逆变器损耗分析

相比硅IGBT,碳化硅MOSFET拥有更快的开关速度和更低的开关损耗。碳化硅MOSFET应用于高开关频率场合时其开关损耗随着开关频率的增加亦快速增长。为进一步提升碳化硅MOSFET逆变器的功率密度,探讨了采用软开关技术的碳化硅MOSFET逆变器。比较了不同开关频率下的零电压开关三相逆变器及硬开关三相逆变器的损耗分布和关键无源元件的体积,讨论了逆变器效率和关键无源元件体积与开关频率之间的关系。随着开关频率从数十kHz逐渐提升至数百kHz,软开关逆变器不仅能够维持较高的转换效率,还能取得更高的功率密度。最后,在1台9 kW软开关三相逆变器和1台9 kW硬开关逆变器上进行了实验验证。     

基于温敏电参数的碳化硅MOSFET结温测量方法综述

结温测量是功率半导体器件热表征、可靠性研究、状态监测以及健康管理的重要基础,其中基于温敏电参数的方法被寄予厚望.而碳化硅MOSFET作为新一代宽禁带半导体器件,温敏电参数法在其结温测量中的应用也面临着新的挑战.该文简述温敏电参数法的发展,梳理碳化硅MOSFET温敏电参数法的研究现状,重点关注温度特性及具体实现方法,从线...     

电动汽车锂离子电池释热机理及电热耦合模型

分析了锂离子电池放电过程中的温度特性及其释热机理,利用充放电测试仪对其在不同倍率放电过程中电池表面温度的变化进行了研究。通过测试电池内阻及开路电压温度系数,分析了电池内部温度受不可逆热及可逆热的影响,建立了基于可变产热速率的电热耦合模型,并在实验中验证了模型的有效性。在此基础上,给出了电池内部温度的多项式函数估算方法,通过与仿真模型计算结果对比,该方法能较好地满足要求,为电池管理系统在线估计电池内部温度奠定了基础。     

计及电热耦合的动态最优潮流模型与算法

在电热协调概念基础上,结合输电元件随载流变化的电与热之间耦合的规律,以输电元件运行最大允许温度为其热载荷限值,并与传统方法相结合,构建新的动态最优潮流模型。该模型能够实现运行调度中对输电元件随载流变化的热惯性性质的利用,达到有效发挥输电元件输电能力的目的。在此基础上,采用求解微分方程的数值积分方法将该模型转化为代数表达形式的方程,基于内点法进行求解。针对问题的复杂性,进一步结合电热耦合的物理规律,以及内点法迭代过程中修正方程的特点,分别在模型和算法上提出约束数缩减技术和解耦的处理手段,从而降低求解复杂度,提高求解效率。最后通过算例分析验证了该模型和算法的有效性。     

电压自平衡碳化硅MOSFET间接串联功率模块

目前,常见商用宽禁带碳化硅金属-氧化物场效应晶体管（SiC MOSFETs）的阻断电压不超过1.7kV,为提高其等效耐压等级,提出一种二极管-电容混合钳位的间接串联拓扑和准两电平开环调制方法,可实现拓扑中串联器件的电压自动均衡。基于此,该文利用SiC MOSFET裸芯片封装制作了一个3.6kV/20A的间接串联功率模块,并设计出与之配套的驱动保护电路,整体等效为通用中压、两电平功率模块,具有体积小、集成度高的优点。最后通过实验验证了该模块的通用性,以及其在开关损耗和经济性等方面的优势。     

基于MATLAB微机距离保护算法的输电线路仿真模型研究

运用MATLAB 6.5的Simulink仿真工具,建立了电力系统输电线路V、W两相接地短路故障的模型,结合2种微机保护算法编程计算短路阻抗,绘制出仿真波形,比较算法的计算精度和计算速度,认为该模型可以分析微机保护算法的误差来源、滤波性能及各种因素对微机距离保护算法的影响,为距离保护的设计和动作行为的分析提供了一种新的手段。     

步进电动机单步响应特性的建模与仿真

建立了五相混合式步进电动机恒频斩波恒总流驱动系统包括电流控制部分在内的单步响应特性的仿真模型，对单步响应特性进行了仿真。仿真结果表明新五边形接法、下桥臂斩波的五相混合式步进电动机4～5通电运行时的单步响应特性，存在着四步一循环的轻重步现象。对其进行的理论分析与仿真结果相符。     

采用神经网络控制的永磁同步电动机调速系统

针对传统PID控制的不足，设计了神经网络（ANN）控制的永磁同步电动机（PMSM）调速系统并进行了仿真分析。结果表明：采用神经网络控制的调速系统具有更好的起动性能，当负载或参数突变时，具有恢复时间短、振荡小等特点，证明了神经网络控制的优越性。     

一种改进型ip-iq三相畸变电流检测法的仿真研究

有源电力滤波器是用于对电力系统谐波、无功及负序电流进行动态综合补偿的装置,其中的畸变电流检测电路是决定补偿性能好坏的重要环节.本文首先阐述了基于瞬时无功功率理论的ip-iq法基本原理.在此基础上,提出了一种无锁相环（PLL）的iq-iq畸变电流检测法,可以消除由于PLL而产生的相移偏差.理论分析和MATLAB仿真结果均表明,在三相负载对称或不对称的情况下,改进后的ip-iq法能更准确地检测出三相畸变电流,验证了该方法的有效性和优越性.     

"过程控制"教学的实践与思考

"过程控制"是自动化等相关专业的一门综合性较强的专业课,现阶段"过程控制"的教学存在着理论与实际联系不紧密、教学不够直观易懂的缺陷,本文提出以实验建立起过程控制的整体概念,以MATLAB/Simulink仿真技术验证过程控制理论,使晦涩难懂的理论直观易懂.     

基于新型谐波电流检测的有源电力滤波器仿真研究

MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言,而其提供的动态系统仿真工具Simulink功能强大、易于使用,为系统建模提供了有力支持。本文在介绍并联型有源电力滤波器的工作原理、基本结构和控制策略的基础上,利用MATLAB／Simulink中的电力系统仿真模块箱（PSB）建立了有源电力滤波器系统的仿真模型并进行了仿真试验,试验结果表明本文采用的新型谐波电流检测方法提取谐波准确,电流补偿效果达到设计要求。     

基于MATLAB/Simulink的数字滤波器设计与仿真

介绍了一种利用MATLAB中滤波器设计分析工具(FDATool)快速有效地设计数字滤波器的方法.给出了如何进行滤波器参数设定,得到最优结果的步骤.最后介绍了利用MATLAB环境下的仿真软件Simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真的方法.     

基于DSP的逆变器分段同步调制算法的研究靠

在铁道车辆变频调速系统中,一般选择采用分段同步调制模式进行变频调速,在载波比切换时,SPWM电压相位可能发生突变,从而导致转矩及转速的突变,影响电机正常运行.为了解决这个问题,本文以微处理器TMS320LF2407A DSP为系统的控制核心,提出了一种抑制相位突变的基本方法--延迟切换时间,在MATLAB/SIMULINK平台上搭建变频调速系统的模型,进行分段同步调制载波比切换的仿真,在不采用任何控制方法时,电机电流冲击很大,采用延迟切换时间则能很好的抑制冲击,仿真及实验结果验证了方法的可行性.     

电压型SVPWM算法及其仿真

在传统SVPWM算法的基础上,针对相邻电压矢量的作用时间,提出了一种较传统算法计算量明显减少且易于程序实现的SVPWM新算法,并构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真实验验证了算法的正确性与可行性。     

基于DSP三相四线制有源电力滤波的研究

介绍了并联型有源电力滤波器的工作原理、基本结构和控制策略,然后利用MATLAB/Simulink中的电力系统仿真模块箱(PSB)建立了有源电力滤波器系统的仿真模型并进行了仿真.ip-iq法由于实时性较好,在三相电压畸变的情况下能准确地检测谐波分量.仿真结果表明,采用的ip-iq谐波电流检测方法和滞环控制方法的准确性,电流补偿效果达到设计要求.最后,在TMS320F2812的DSP平台搭建了控制模块,实验表明有源电力滤波在ip-iq的谐波检测和滞环控制下具有较好的滤波效果.