大容量逆变电源IGBT并联应用的仿真分析

该文针对逆变电源向大功率发展时受单管IGBT（绝缘门极双极型晶体管）电流容量限制的问题，受MOSFET（电力场效应晶体管）并联扩流成功应用的启发，提出采用多IGBT的并联技术，解决进一步提高逆变电源容量的难题。在分析IGBT工作机理基础上，给出了电路拓扑及其工作原理，并对并联器件产生的均流问题进行了重点分析，提出了相应的解决方法，推荐了IGBT并联应用的厚膜集成驱动电路。通过理论分析和计算机仿真结果表明：在大容量逆变电源中采用IGBT并联技术是有效可行的，它可以显著增加整机的电流容量，提高电源的有效功率。     

大功率IGBT模块并联均流特性研究

大功率IGBT并联运行能够承受更高的负载电流,但是大功率IGBT并联设计时需要考虑静、动态均流问题。PSpice仿真分析表明,影响静态均流的主要因素是IGBT模块的饱和导通压降和集电极、发射极引线的等值电阻;影响动态均流的主要因素涉及驱动电路、IGBT器件参数和主电路布局。提出了IGBT并联均流的措施,分析了IGBT并...     

并联IGBT动态均流分析

在我公司许多泵站大功率输油泵电机应用了基于IGBT变频装置的场合,有时需要对IGBT并联使用,本文对于影响IGBT并联静态均流和动态均流的因素进行了分析,并使用Pspice软件对其进行了仿真,最后得出结论,并给出IGBT并联的措施。     

电流配比可调Buck并联电路变换器设计

本文主要在现有的Buck电路模块基础上,设计了一种实现输出电流可控和多路并联输出电流配比可调的Buck电路变换器。该系统由Buck驱动电路,供电电路,采样电路,控制电路构成。采用ARM公司STM32F407为主控制芯片产生控制驱动功率开关器件IGBT的PWM脉冲,对直流输入电压和各种不同类型的的直流负载实现电压电流双闭环PID算法控制。该系统输出电压闭环控制稳定,可以同时给多个负载进行供电,并且各路输出的电流的比例可调。仿真和实验结果验证了该项设计的稳定性和可行性。     

智能功率开关IPS简介

功率元件是控制系统的驱动单元,无论双极型管,功率MOSFET,IGBT等都是为使整机体积小重量轻,高速、高效、以无触点开关动作方式驱动负荷。由于功率元件要在保障低损耗下工作于大电流、高耐压等恶劣环境,因此保护电路的设计显得尤为重要。传统的功率元件其内在保护功能往往较为单一,甚至缺乏,一般以增加耐压或电流裕量来保证“万无一失”。     

采用IGBT的直流电机调速控制器

介绍直流电机调速控制器的原理及其系统构成.其主功率开关器件选用绝缘栅控双极型晶体管——IGBT.控制电路采用速度(或电压)、电流双环调节,采用TL494作为脉宽调制器以驱动IGBT,使新波频率高达18KHz缩小了系统体积,并使运行无噪音污染.本文重点分析了IGBT的控制和保护电路.     

IGBT 与晶闸管在大功率斩波电路中的性能比较

IGBT 是近代新发展起来的全控型功率半导体器件,目前已广泛应用于变频调速、开关电源等电力电子领域。通过对 IGBT 工作特性的详细分析,总结了 IGBT 应用中的并联、驱动与隔离等问题,将 IGBT 与晶闸管应用在大功率斩波电路中的性能进行了详细分析和对比,指出了近期晶闸管在大功率斩波电路中的无可替代性。     

基于STM32的超音频感应加热电源设计

提出一种利用STM32作为控制芯片来控制实现超音频感应加热的电源方案。让STM32的高级定时器输出四路PWM控制逆变全桥的IGBT管门极,通过检测负载回路电压及电流波形的相位差实时调控输送给门极PWM的频率,使系统达到准谐振状态,从而将无功功率的消耗控制到最小,并且通过改变逆变电桥左右桥臂的IGBT门极输入的驱动波形的相位来改变电源的输出功率。     

一种IGBT负载回路滤波电路的设计

为了解决IGBT在关断过程中由于负载回路存在感性，IGBT集电极或发射极产生反向电动势导致IGBT被过压击穿的问题，本文提出使用RDC滤波电路进行电压尖峰有效滤除的设计理念。通过两路滤波电路对电压尖峰进行吸收并且不会影响IGBT原有的接通关断时间，可有效地保护IGBT不会在反向电动势所产生的电压尖峰下击穿。同时本设计也可以应用于其他功率器件的接通关断滤波电路中，提高了功率器件的安全性。     

大功率压接式IGBT及其在脉冲强磁场发生器中的应用

在一些特殊的高压、大电流应用场所,若采用传统的模块式IGBT器件,会增加整个系统的结构复杂度及控制难度。为此,采用全压接技术研发了新型压接式IGBT器件并依此研制了一种大功率开关组件,其采用两串三并结构、由6只压接式IGBT组成,额定电压6 600 V,持续电流和可关断电流为20 k A,最长通态持续时间可达10 s。该组件已应用于多个领域,文中主要介绍其在脉冲强磁场发生器中的应用;为增强导通能力,对栅极电路进行优化设计,减少了组件中的IGBT数量并降低了IGBT关断过电压。仿真及现场运行结果显示,该IGBT功率开关组件性能良好,完全满足脉冲强磁场发生器对其的性能要求。     

基于单片机的电流比任意可调并联电源设计与实现

开关电源并联系统中往往存在两个并联电源性能参数不同甚至差异较大的情况,因此不能采用传统的并联均流方案来平均分摊电流,这就需要按各个电源模块的输出能力分担输出功率。基于这种灵活性的需要,本设计在采用主从设置法设计并联均流开关电源的基础上新增加了单片机控制模块,实现了分流比可任意调节、各模块电流可实时监控的半智能化并联开关电源系统。实测结果表明,该并联开关电源系统分流比设置误差小于0.5%,具有总过流和单路过流保护功能。     

并联有源电力滤波器保护的关键技术研究

针对并联有源电力滤波器在运行过程中会多次出现IGBT爆炸的问题,经过实验分析了IGBT的过电压形成过程。鉴于IGBT的关断时间极短,连接导线上寄生的微小杂散电感在高频开关的作用下会产生尖峰过电压,并与原有电压叠加,从而对IGBT的安全构成威胁[1]。文中为设计的100kV·A并联有源电力滤波器所选择的IGBT模块设计了一种缓冲电路,从而解决了IGBT模块爆炸的问题,保证了并联有源电力滤波器的安全运行。     

电压型PWM整流器并联系统零序环流的抑制方法

把基于空间矢量调制直接功率控制(direct power control with space vector modulation,DPC-SVM)的直接虚拟功率控制算法运用到了并联型整流器系统中,构造出了虚拟的电网磁链矢量作为定向矢量,达到取消交流侧电网电压传感器、降低并联系统硬件成本的目的;通过改进传统SVPWM控制模块来达到抑制环流的目的,进而减少系统的能量损耗。相比于传统的基于电网电压定向的电流控制并联系统,提出的新方法在环流控制方面能够达到与传统方法相同的性能,并且能够大大减少传感器的数量,增加系统的鲁棒性。通过仿真实验,验证了所提出的改进策略的正确性和可行性。     

一种新型不同容量逆变器并联方法

传统的逆变器并联方法一般只适用于功率容量一致的逆变器,针对不同容量逆变器的并联方法较少。本文在对几种不同容量逆变器并联方法分析研究的基础上,提出了一种新型的逆变器并联方法。该方法采用电压型逆变器和电流型逆变器混合并联的方式,利用电压型逆变器提供电压基准,电流型逆变器输出电流可以稳定电网电压,实现并联。该方法算法简单,适合大部分的逆变器并联场合,经过仿真和实验证明了其有效性和可行性。     

基于ATmega128单片机的自动投切开关电源设计

电源技术的发展方向之一是并联运行分布电源系统,以便通过N+1冗余获得故障容错及冗余功率,并且建立模块式分布电源系统,以增大总负载电流。采用双端驱动集成芯片TL494输出PWM脉冲控制主开关的导通来控制电压输出,以ATmega128单片机为核心,实现大电流时自动由单电源供电投切到双电源并联均流供电,增强了开关电源的带负载能力和提高电源的供电效率。     

基于电流分解的逆变器无连线并联控制

针对基本 PQ 控制法对非线性负载均流性能较差的缺点,采用了基于电流分解的方法对逆变器进行无连线并联控制。给出了功率均分和电流分解原理,提出了逆变器并联控制的实现方案和 DSP 在并联控制中的应用。实验表明,该方案对于非线性负载也具有很好的均流性能。     

IGBT将是实现中国十一五规划能源消耗降低20％的关键——2007慕尼黑上海电子展展前巡礼

<正>中国“十一五”规划已明确提出：单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末要降低20％左右。由于电力是目前中国主要的工业能源,因此,要实现国家的这一宏大生态目标,关键就是要有效降低工业生产过程中那些需要大电流和高电压的应用的功耗,如,交流电机控制、逆变器、UPS电源、电梯或辅助传动设备、机车与列车用电源、以及供暖系统传动装置等工业自动化应用。所有这些交流控制应用都需要一个能够产生大电流和高电压的核心功率器件,目前,市场上的核心功率器件主要有MOSFET半导体场效应晶体管、双极型功率晶体管和绝缘栅双极型功率晶体管IGBT。只有绝缘栅双极型功率晶体管IGBT集MOSFET场效应晶体管的高速性能和双极型功率晶体管的低电阻性能于一体,具有电压型控制、输入阻抗大、驱动功率小、安全工作区大等优点,因此,能否有效地降低IGBT开关元件的功耗也就成为实现中国“十一五”规划能源消耗总目标的关键之一。在即将于上海举行的2007年慕尼黑电子展上,当今最领先的IGBT器件供应商,如,三菱电机、塞米控、富士电机和英飞凌半导体等领先企业将为广大的中国机电产品设计师带来他们开发的最新IGBT产品。例如：三菱电机公司将带来其第五代高性能、小型化、低损耗智能功率模块(IPM)。英飞凌科技公司将带来专为牵引驱动而优化的全新IHM／IHV B系列IGBT功率模块和全新紧凑型PrimePACKTM IGBT模块系列。借助全新IHM／IHV B系列IGBT功率模块,用户可设计出能够在严酷的环境下正常工作,全面满足大负荷与温度循环要求的高效功率变频器。与同等尺寸的传统变频器相比,基于这种全新高功率模块设计的变频器的功率可提高50％。同时,因为IHM/IHV B模块优良的热性能,运用它设计的变频器的输出电流在典型的工况下可以使得输出电流的能力提高50％,英飞凌还将这种模块的最小贮存温度从先前-40℃降低至-55℃。IHM／IHV B系列模块与成熟IHM-A系列产品完全兼容,这能够让用户在不改变产品结构的情况下,进行更新换代。除改进热阻性能外,全新B系列模块还可满足一些要求非常苛刻的应用。英飞凌为IHM/IHV B设计了碳化硅铝(AlSiC)基板,与氮化铝衬底结合使用,可将热循环能力提高10倍。     

基于两级di/dt检测IGBT模块短路策略

为了解决传统V~(CE)在检测大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的短路故障时存在的问题,在分析了IGBT短路特性的基础上,提出了一种基于两级电流变化率(di/dt)检测IGBT两类短路故障的策略。该策略可以使驱动器更早地采取保护措施,限制IGBT的短路电流和短路功耗,减小关断尖峰电压。基于3300 V/1200 A IGBT模块的短路实验结果证明了该策略的有效性和可行性。     

一种电动机串联斩波调速方法研究

针对并联斩波调速、转子串电阻调速以及改变转子附加电动势所存在的的缺点,提出了一种新的电动机串联斩波调速方法,该方法通过改变电动机的转子电流实现电机调速。通过SCR斩波调速和IGBT斩波调速的比较,证明IGBT斩波调速控制方式先进、可靠性高、效率高、成本低,易实现产业化,具有显著的节能效果。     

浮空SiO_2掺杂埋层以抑制闩锁的新型IGBT结构

绝缘栅双极晶体管(IGBT)具有寄生晶闸管。当电流密度超过某个特定的电流密度时可能会发生闭锁。为了增加闩锁电流密度,提出了一种在P基极上具有浮动SiO_2掺杂埋层的新型IGBT。通过浮置的SiO_2掺杂埋层,使N+发射极下面流动的空穴电流显着减小。因此,触发寄生晶闸管闩锁所需的电流密度增加。数值仿真结果表明,与传统的IGBT相比,在不影响输出和开关特性的情况下,所提出的IGBT可以将闩锁电流密度提高100%以上。