大功率IGBT短路保护机理的分析

简述了大功率IGBT短路保护的类型,从IGBT器件本身的输出特性出发,分析了退饱和检测法在短路保护电路中的应用,指出了IGBT的短路承受能力.以CONCEPT公司的SCALE驱动器为例,通过桥臂直通和桥臂相间短路的实验,证实了IGBT退饱和检测法在大功率IGBT短路保护中的有效性,并且对两类短路保护的有效性进行了对比.     

大功率IGBT模块软关断短路保护策略

大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块在电力电子设备中的运用越来越广泛,其对驱动器的性能要求也越来越高。IGBT可以承受短路的时间非常短,短路时最大电流远远超过额定值,单位时间功耗也远远高于正常工作状态,且直接关断IGBT会产生非常高的关断尖峰电压。提出缓慢降低IGBT门级电压的软关断策略,驱动器检测到IGBT短路后用0 V驱动电压立即执行软关断动作,当电流降到一定值后再使用负压正常关断。此策略可以使驱动器更早地采取保护措施,限制IGBT短路电流,减小IGBT短路功耗并控制关断尖峰电压。硬关断策略短路保护实验和软关断策略短路保护实验的结果对比验证了软关断策略的优势。     

大功率IGBT

日立有限公司开始生产大功率开关,八只大功率开关IGBT(绝缘栅双极晶体管)器件和组件,其耐压600V,电流容量15～150A。这八个产品包括四只IGBT分立器件和四只IGBT组件,分立器件的样品价格为920～3500,组件的样品价格为7000～16000。 IGBT是一种新型大、中型功率开关器件,电路结构类似于达林顿管结构,第一级具有功率MOS场效应管,最后级有双极晶体管。     

大功率IGBT光纤驱动电路的故障保护与复位

高压大功率场合IGBT的驱动要求较高,需注意的问题也较多。总结了高压大功率场合IGBT驱动的特点,重点研究了IGBT光纤驱动电路的故障保护与复位方法,分析了自动复位电路存在的不足并进行改进,通过封锁故障发生后一段时间内的复位信号,解决了持续故障状态下复位过于频繁、故障信号维持时间过短的问题。最后通过实验证实了改进的有效性。     

IGBT短路保护的控制策略分析

简述了硅整流器和晶闸管的短路保护的基本方法,即利用交流电网侧加适度的电抗器、器件串联快速熔断器.但是这种方法仅适用于电流过零关断的工作条件,对于工作在硬开关条件下的IGBT不适用;分析了IGBT在短路模式下的工作状态、短路保护需要的时限以及其他相关元件对IGBT短路状态的承受能力;指出在短路保护过程中降低栅极电压减缓关断速度是IGBT短路保护的有效手段.     

IGBT的抗短路能力分析

简述了IGBT短路保护的必要性和特殊性、IGBT短路安全工作区(SCSOA)的能力;介绍了SCSOA的特性及测试条件;分析了不同类型SCSOA的可信度与性能差异、IGBT短路过程中电流限制性能和管芯温升情况、高结温条件下IGBT的特性和可靠性;阐述了IGBT短路耐受性与实用条件的关系;提出了正确使用短路保护技术的建议.     

IGBT大功率E类逆变器

研究了以IGBT作为开关管的E类逆变器。利用E类逆变器的软开关特性，使IGBT在更高的频率下稳定工作；利用IGBT的高压大电流特性，使E类逆变器获得较大功率的正弦波输出。中分析了这种电路的工作原理和特性，给出了实验结果。     

大功率IGBT瞬态保护研究

在分析ＩＧＢＴ瞬态过程中发生的故障的基础上,针对两种主要的故障类型分别提出了相应的保护方案。对正常工作时发生的故障,采用缓冲电路对ＩＧＢＴ开通关断时的瞬态电压峰值进行有效抑制;短路时则采用钳位保护电路实现对短路电流的快速检测,限制,钳位及瞬态电压峰值的抑制。实验结果表明,这两种方案是切实可行的。     

浅谈大功率IGBT的驱动问题

本文剖析了绝缘栅控双极性晶体管IGBT对驱动电路的特殊要求,同时根据这些要求给出了几种大功率IGBT的实用驱动电路,并以实验为依据比较分析了这几种驱动电路的优缺点;进给出了这几种驱动电路的实用效果。     

IGBT大功率超声逆变电源的研制

主要介绍一种大功率超声波逆变电源装置的主电路、控制电路、驱动与保护电路的设计、,并给出实验结果。     

大功率IGBT的PSPICE仿真模型

应用等效模拟的方法建立了大功率IGBT的PSPICE仿真用直流模型和动态模型 ,并对其进行了直流特性和动态特性的研究。对照仿真值与器件的实际值相比 ,所有特性均较吻合 ,表明此PSPICE仿真模型适用于在工种应用中分析研究大功率IGBT的直流特性和动态特性     

基于感应电压的大功率IGBT模块结温检测研究

大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块广泛应用于电力系统、机车牵引和风力发电等众多领域,其健康状态与可靠运行是电力电子系统关注的重点.IGBT结温检测是其可靠性分析与状态检测研究的关键.基于热敏感电参数(TSEP)法,分析了感应电压与结温之间的关系,通过实测建立了感应电压测量结温的三维模型,最后设计和搭建了基于H桥拓...     

电力系统短路故障快速检测方案研究

常规断路器主要通过电流幅值判断电力系统中的短路故障,存在检测速度较慢的缺点。利用短路故障时电压跌落、电流增大的特征,提出了一种通过实时检测电网电压幅值和瞬时有功功率来判断短路故障的快速检测方案。详细说明了电压幅值和瞬时有功功率的快速计算方法,并提出了可以反应出短路电流变化的虚拟功率。在Matlab下完成了仿真研究,利用DSP芯片TMS2407A研制出试验装置并完成相关试验。仿真和试验结果证明了该方案可以快速、有效地检测出短路故障,具有良好的适应性。     

四象限脉冲整流器IGBT开路故障检测

四象限脉冲整流器广泛应用于电力牵引传动系统。IGBT是脉冲整流器的核心器件,易发生故障,对其开路故障检测进行了研究。首先分析了脉冲整流器IGBT开路故障下的特征。然后用网侧电流平均值除以电流绝对值的平均值,设为检测变量,对各功率等级、各故障下的检测变量进行分析,总结出设置阈值的方法;最后通过硬件在环仿真验证了检测方法的有效性。     

电力系统短路故障快速检测方案研究

常规断路器主要通过电流幅值判断电力系统中的短路故障,存在检测速度较慢的缺点.利用短路故障时电压跌落、电流增大的特征,提出了一种通过实时检测电网电压幅值和瞬时有功功率来判断短路故障的快速检测方案.详细说明了电压幅值和瞬时有功功率的快速计算方法,并提出了可以反应出短路电流变化的虚拟功率.在Matlab下完成了仿真研究,利用DSP芯片TMS2407A研制出试验装置并完成相关试验.仿真和试验结果证明了该方案可以快速、有效地检测出短路故障,具有良好的适应性.     

基于短路电流小半波特征的短路故障快速检测方法

为使超高压输电线路上的限流器在短路早期快速投入,短路故障快速检测方法的研究至关重要。首先分析了短路电流暂态特征随故障初相角等因素的变化规律,发现部分故障初相角短路工况下电流呈现小半波特征的现象,此时传统检测方法难以满足速动性的要求。然后提出了一种基于短路电流小半波特征的检测判据,利用电流瞬时值或变化率的零点间隔作为检测量,与传统检测判据配合,实现了任意故障初相角下的短路快速检测,并保证了在负荷投切等干扰工况下的可靠性。最后通过离线仿真、现场短路试验验证了该方法的有效性。结果表明所提方法能在2.9 ms内辨识出短路故障。     

系统短路时,变压器故障的检测

为了预防电力系统事故,重要的是及时发现和消除电器设备的缺陷。为此目的,可以装一些监视装置进行特定的测量.在系统短路情况下由变压器载流部分引起的电动力,可能使许多导线或绕组的线圈,甚至整个绕组或引线发生位移和变形,以及使绕组轴向夹紧力降低等等,最后导致变压器事故。     

基于脉冲耦合响应的IGBT故障检测方法

柔性直流换流阀的可靠运行很大程度上取决于阀子模块内的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件,除了子模块的冗余设计,实时检测子模块内IGBT的状态同样具有重大意义。现行的检测手段难以实现IGBT正常状态、老化状态、不同故障状态的快速诊断以及实时同步检测。因此,该文提出一种基于脉冲耦合响应的状态检测方法,该方法通过向集射极注入短时高压脉冲激励,分析脉冲下IGBT等效二端口网络的输出响应,可以在1μs内快速检测IGBT运行状态,并在故障情况下识别故障类型。最后通过实验结果与Pspice仿真结果的对比,验证了所提方法的可行性与正确性。     

大功率IGBT模块工程化技术研究

大功率ＩＧＢＴ模块工程化技术研究ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｕｄｙｏｆＨｉｇｈＰｏｗｅｒＩＧＢＴＭｏｄｕｌｅｓ西安爱帕克电力电子有限公司王晓宝刘荡波祝咏晨蕾茸花（西安７１００６１）国际整流器公司模块研究发展中心李泉明（西安７１００６１）１前言为了发展我...