基于IGBT并联技术的大功率智能模块研制

为了满足电动汽车用大功率变换器大电流输出、高功率密度和高性价比的要求,本文对IGBT并联技术进行了仿真和实验研究.在提出实用的半桥IGBT并联测试电路和评价指标的基础上,将三个IGBT半桥并联,设计了一个输出电流可以达到1200A,容量为1.4MW的智能功率模块.试验证明,测试电路和评价指标具有很强的实用性,设计的开关模块也具有很高的性价比.     

IGBT模块并联时动态电流均衡控制策略研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在现代电力电子产业中得到了极为广泛的应用。为了增大装置的输出电流、提高功率密度并提升性价比,IGBT模块经常被并联使用。在并联过程中,温度不均衡、器件老化等复杂的运行工况,会导致并联模块间出现不均流,为了实现模块间的静动态均流,IGBT模块常常被降额使用,而降额不仅浪费了器件的容量,也导致了器件个数的增加、装置体积的增大和成本的增加。分析了动态不均流形成的因素,提出了一种新的门极信号延迟控制方法,该方法利用模块自身存在的杂散电感提取动态电流不均衡的程度。实验验证了所提方法的正确性与工程可用性。     

并联IGBT模块静动态均流方法研究

IGBT模块在电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在大功率应用中为了扩大电流容量,会将开关器件并联使用。IGBT模块并联使用时的主要问题是静态不均流和动态不均流,基于IGBT模块的输出特性曲线,建立了并联IGBT模块的静态模型,分析了影响静态不均流的主要因素,通过调整栅压法及外加阻抗法改善了静态不均流;基于IGBT模块的分布参数模型,建立了并联IGBT模块的动态模型,分析了影响动态不均流的主要因素,通过栅极电阻补偿法改善了动态不均流,并提出了一种基于模块参数的主动门极控制均流方法。文中两只IGBT模块(1 200 V/300 A)并联的实验研究证明了模型的正确性和静动态均流方法的有效性。     

一种IGBT并联模块用交流母排的设计方法

将多个IGBT模块并联以提升电流容量的设计方案广泛应用于电力电子设备中,为了保证设备长期安全运行,IGBT并联模块的均流问题是一个设计难点。从电路模型的角度分析了IGBT模块并联支路上交、直流母排杂散电感对均流性能的影响,提出了一种在直流母排结构不对称前提下,通过调整交流母排结构改善均流效果的设计方法。以车用电机控制器W相用IGBT并联模块为研究对象,设计了并联模块的交流母排结构,实验结果验证了该设计方法的有效性。     

电路拓扑对并联大功率IGBT模块影响的研究

为了增大单变流器的输出电流和功率密度,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率模块往往被并联使用。实际使用过程中电路拓扑结构的不对称对并联模块的均流特性有非常大的影响。研究了电路拓扑结构对并联模块动静态特性的影响,通过不同结构布局的对比,分析了其对并联IGBT功率模块动静态特性的影响。最后提出了在并联IGBT模块的输出端采用耦合电感来实现动静态均流的方法,与采用单独电感相比,实验验证了此方法对并联IGBT功率模块的动静态均流具有明显的优越性。     

基于IGBT并联技术的大功率充电机研制

为满足电动汽车对充电机大电流输出、高功率密度及高性价比的要求,应用静、动态均流对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)并联技术进行理论分析。结合移相全桥技术,设计了一款3只IGBT并联使用的大电流输出智能充电机。实验及实际应用表明,该设计运行可靠,各项指标满足要求,且成本较低,具有很强的市场竞争力。     

单管并联技术在大功率电动汽车充电机中的应用

为满足电动汽车对充电机大电流输出、高功率密度及高性价比的要求,本文应用静态均流、动态均流对IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）并联技术进行理论分析。结合移相全桥技术,设计了一款3只IGBT并联使用的大电流输出智能充电机。实验及实际应用情况表明,该设计运行可靠、各项指标满足要求,且成本较低,具有很强的市场竞争力。     

大功率IGBT模块并联动态均流研究

绝缘栅双极型晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）的并联组合作为电感储能型脉冲功率系统中的主断路开关,就会在关断大电流时出现各并联模块的动态不均流现象。工程应用中,各IGBT模块门极驱动信号的不同步是导致该不均流的主要原因。文章分别就栅极电阻补偿法和脉冲变压器法对驱动信号的同步性补偿作用进行了理论研究和两个IGBT模块并联均流的实验验证,结果表明两种方法均可以达到很好的动态均流效果。然后在对比分析两种方法的基础上提出了利用脉冲变压器级联可以实现多个IGBT模块并联驱动信号的补偿,通过计算机辅助设计软件PSPICE仿真验证了该方法在三个IGBT模块并联使用时的有效性。     

IGBT并联动态不均流温度特性研究

绝缘栅双极型晶体管( IGBT)并联集成技术在现代电力电子领域中得到了日益广泛的应用,通常认为只要IGBT在初始工作时处于安全范围内,即使发生不均流也能正常工作.然而,IGBT工作一段时间后,产生的温度变化会对动态不均流产生影响.这里研究了温度对IGBT并联动态不均流的影响,设计了一组IGBT并联实验,采集了并联两模块...     

大功率IGBT并联功率模块的设计

在模块化多电平换流器(MMC)中应用最多的开关器件是绝缘栅双极型晶体管(IGBT),随着电力电子技术应用的发展,有时单个IGBT不能满足当前大容量变流器的需求,采用IGBT并联技术来满足系统对电流的要求是一个既经济又安全的选择。此处介绍了采用IGBT并联技术的H桥功率模块在设计中的重点关注问题及其解决方案,以满足IGBT模块并联后的均流特性,也为其他大功率电力电子换流器的设计应用提供一些参考思路。     

基于PSPICE仿真的IGBT功耗计算

结合无刷直流电机控制器的设计,提出了基于PSPICE仿真的绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)功率损耗的估算方法。建立了IGBT电路仿真模型．给出了IGBT功率损耗与开关频率和栅极电阻阻值之间关系的仿真结果。最后,给出了功率损耗的计算方法．对不同开关频率和不同栅极电阻时的功率损耗进行了定量计算。结果表明,增大开关频率和栅极电阻会使IGBT的功率损耗增加。     

PSPICE和Matlab在IGBT动态仿真中应用

简要分析了目前常用的电力电子仿真软件PSPICE(Simulation Program with IC Emphasis)和Matlab的主要性能特点及在电力电子仿真中的适用程度。绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)开关回路在关断瞬间由于感性负载的作用常会伴随着擎住效应,对IGBT器件本身会造成严重的损伤,因此必须在IGBT器件两端并联缓冲电路．以实现对器件的过压保护。缓冲电路的拓扑结构有多种．过压保护的效果也不一样。应用以上两种仿真软件对IGBT开关回路进行动态仿真研究．比较并分析了两种缓冲电路在IGBT关断瞬间的不同过压保护效果。并且说明了PSPICE和Matlab仿真结果的差异及其原因。     

Saber仿真模型IGBT1在固态开关设计中的应用

电力电子仿真软件Saber提供了丰富的通用模型和各种具体型号器件的专用模型。介绍了Saber下绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated GateBipolar Transistor)通用模型中IGBT1模型的等效电路,分析了IGBT1模型的静态和动态工作特性,包括直流传输特性、IGBT并联时的电流分配问题、IGBT导通过程等,并提供了Saber下IGBT1模型与静态、瞬态过程有关的参数取值。当参数取值准确时,其仿真波形能较好地验证IGBT稳态与瞬态的计算结果。最后,介绍了该模型在固态开关设计中的应用。     

一种新型智能选相控制器设计及抗干扰措施

分析了选相控制器的关键技术。提出了一种利用现场可编程门阵列（FPGA）控制绝缘栅双极型晶体管（IGBT）实现断路器在电压/电流过零点处分闸、合闸的方案。为提高装置的抗电磁干扰能力,每路IGBT的控制回路采用差分线控制,驱动回路采用独立的电源模块。该方案解决了智能变电站合并单元、智能终端、选相控制器等功能的综合应用。试验结果表明,所设计的智能选相控制器可靠性高,应用前景广阔。     

一种新型的高频逆变器

本文介绍了一种新型的高频道变器系统，它的主电路应用大功率ＩＧＢＴ，ＩＧＢＴ的驱动由专用集成电路ＩＲ２１３０来完成，逆变桥的控制脉冲用ＳＩＥ４５２０与８０３１单片机相结合来产生，主电路的保护功能较完善，文中不但详细介绍了该变频器系统的组成，而且给出了其实验效果。     

一种新型混合式断路器装置

将机械开关的静态特性和固态开关的快速性相结合研制了一种新型混合式断路器装置。该装置的动作机构由绝缘栅双极晶体管IGBT固态开关和机械断路器组成,采用新型的基于自然换流和IGBT软关断技术的混合式拓扑结构,IGBT由EXB 841提供驱动和保护。试验表明,该混合式断路器装置在分合闸过程中具有动作速度快,动作一致性高,限压限弧能力强等特点。装置的测控部分采用数字信号处理器DSP和复杂可编程逻辑器件CPLD相结合,提高了控制的实时性和灵活性。     

基于IGBT的配电变压器有载调压开关参数设计及分析

对比了机械式、混合式和全电力电子式配电变压器有载调压开关(OLTC)的结构特点,提出了一种基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的配电变压器OLTC电路结构和控制方案,给出了该OLTC主电路IGBT器件、过渡电路和吸收电路的参数设计方法,推导了所设计OLTC的有功损耗计算式。所提方案克服了机械式OLTC动作慢、切换产生电弧等缺点,可辅助配电变压器实现快速、无弧的有载调压。搭建了仿真模型和实验平台,对OLTC的调压性能进行了测试,分析了开关参数对其有功损耗及IGBT承受电流电压的影响,将仿真、实验和理论计算结果对比,验证了所提有载调压方案的有效性。     

IGBT的Protel 99se简化模型及仿真

本文提出一种简便的模拟绝缘栅双极性晶体管(1G—BT—Insulated Gate Bipolar Transistor))的方法，利用外部特性参数提取、换算模型参数，通过建立Protel 99SE中的数据库项，能够对任意新型号的IGBT进行仿真。文中给出一个实际器件的模拟结论，验证了方法的可行性。     

IGBT开关过程仿真分析中的PSPICE应用研究

本文针对经缘栅双极型晶体管的半导体特性,提出了一种宏观模型结构,通过参数的合理选择,使得这种宏模型的外特性与ＩＧＢＴ的特性基本相似。并扩展设计了一种读取ＰＳＰＩＣＥ输出数据以计算ＩＧＢＴ工作过程中的动态和静态功耗的方法,同时应用宏模型对一种ＩＧＢＴ斩波器的缓冲电路进行了优化设计。