基于大电流导通压降法的车用IGBT结温监测方法综述

车用功率模块应用过程中,现有设计方法存在视在容量的浪费。结温在线监测可以增加可靠性,以大电流导通压降为状态量的热敏感电参数法最有可能实现结温在线监测。面对大电流导通压降法存在的标定困难、采样准确度低、验证困难等问题,建立了合理的热电耦合模型是基础手段,并以高准确性、高稳定性的结温在线监测为目标,从标定、采样、验证三方面进行综述和讨论。     

一种新型的基于Vce-on的IGBT模块结温实时估测法*

文中提出了一种新型的利用通态V_(ce-on)实时估测结温的方法。首先分析了被测IGBT模块通态V_(ce-on)与温度的相关性,然后通过软件提取了模块的互连材料参数,该方法大大降低了实验成本,操作也更加简便。最为重要的是,充分考虑了内部材料电阻对IGBT模块结温的影响,并对其进行了补偿。最后,通过比较红外摄像仪测量结果和实时估测结温验证了该方法的有效性。     

基于功率MOSFET导通压降的短路保护方法

介绍了一种基于检测功率MOSFET导通压降实现短路保护的方法.该方法利用功率MOSFET自身导通电阻产生的导通压降,来得到保护控制信号,实现对功率MOSFET的保护.经实验及工程应用验证,该方法具有保护动作速度快,电路结构简单、可靠的特点.     

适用于IGBT串联的有源钳位动态电压均衡电路研究

为解决由栅极驱动信号不同步引起的多个IGBT串联电压不均衡问题,以实现串联IGBT在大功率高电压场合中的应用,笔者采用基于栅极端电压均衡技术的有源钳位动态电压均衡电路实现动态电压均衡,该电路具有响应速度快、损耗小、可靠性高等优点。通过建立IGBT串联仿真和实验电路,对该均压辅助电路进行仿真分析和实验验证。结果表明,该均压辅助电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT栅极驱动信号不同步造成的电压不均衡,而且能够有效防止过电压的发生,确保了IGBT串联的安全运行。     

基于大电流通态压降的IGBT功率模块结温监测方法的研究

绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)是限制新能源汽车可靠性和成本的关键因素。结温监测能够提升IGBT功率模块的功率密度,提高系统可靠性,降低成本。基于此,提出一种基于大电流通态压降的IGBT功率模块结温监测方法。首先分析通态压降与结温之间的关系,然后设计通态压降结温校准电路,并基于小电流通态压降对校准结果进行验证。最后,分别使用数学模型和神经网络模型拟合结温和通态压降的关系,对基于模型对结温进行预测。结果证明,大电流通态压降能够准确测量结温。     

基于Simulink的IGBT缓冲电路的仿真研究

本文分析了在IGBT开关过程中浪涌电压形成的原因,给出了电路杂散电感的测试方法,结合常用的五种缓冲电路的特点和使用范围进行了比较,对RCD限幅钳位型缓冲电路的工作原理进行了详细分析,推导出了RCD缓冲电路器件参数的计算公式,利用Simulink对RCD限幅钳位型缓冲电路做了仿真,表明了RCD限幅钳位型缓冲电路对IGBT...     

有源钳位准谐振变换器的一种简单驱动电路

提出了有源钳位准谐振变换器的一种新的驱动方式,它无需经过数字电路延时,只需一个电阻和二极管构成的小网络。新的驱动方法简单易用,简化了设计,降低了成本。实验结果表明新方案有效。     

一种N层插入形成分离P体区的新型槽栅IGBT

绝缘栅双极晶体管（IGBT）在功率电子技术中应用,比如电动机控制和高压开关模式电源等方面具有重要的意义。文中提出了一种新型的IGBT结构,就是在普通IGBT的P体区中插入N层,形成分离的P体区。这种结构导通压降低,同时又保持击穿电压不受影响。在集电极电流密度为5×10-5A／μm情况下,新结构的导通压降比普通结构的器件可以降低约25％。     

一种控制导通时间的Boost有源功率因数校正电路的设计方法

本文介绍一种导通时间可控的Boost有源功率因数校正器的设计方法。文章详细讨论了该方法的控制策略及参数的选择，并在一台输出电压为390V的样机上做了带载300W—1．5kW的实验，实验结果证明该校正电路对输人电流波形的改善非常明显。功率因数达到0．995，总谐波含量控制在5．8％以下。     

一种基于单电源供电的IGBT驱动方案设计与分析

在IGBT驱动设计中,为快速、可靠地开启关断开关管,设计者通常采用正负电源双极性驱动方案,但在某些小功率驱动设计中,基于成本和简化驱动电源设计考虑,单电源驱动技术具有明显优势。本文对单电源驱动应用中的一些问题隐患做了认真分析,介绍了几种在0V条件下防止IGBT意外开启的方法,在单电源驱动中加入米勒有源钳位,可以可靠关断...     

基于Vth和Vce的IGBT结温测量方法对比研究

小电流下饱和压降法（Vce法）和阈值电压法（Vth法）是IGBT热阻测试标准中推荐使用的两种结温测量方法,然而并没有说明两种方法测得的结温的关系及等效性。首先理论分析了小电流下饱和电压和阈值电压的电压构成,表明Vce法测得的结温反映的是芯片集电极侧的温度信息,Vth法测得的结温反映的是芯片发射极侧的温度信息,由于芯片内部存在垂直温度梯度,推断Vth法测得的结温将高于Vce法测得的结温;然后根据两种测量方法的测量原理,搭建了IGBT结温测量平台,在不同负载电流下用两种方法测量结温,实验结果验证了理论预测,且两种方法测得的结温的差值随着负载电流增加而增大。最后,提出一种简易热校准模型用于快速计算差值,使得两种方法的结果可以等效变换并进行公平对比。     

基于键合线压降的IGBT模块内部缺陷监测研究

为了准确地评估出IGBT模块的健康水平,及时发现并更换存在缺陷的IGBT模块,提高功率变流器的可靠性,提出了一种基于键合线压降的IGBT模块内部缺陷诊断方法。通过监测IGBT模块内部单个芯片等效键合线压降的变化,辨识出IGBT模块内键合线的老化状态,进而判断出IGBT模块的健康水平。实验结果表明,基于键合线压降的IGBT模块内部缺陷诊断方法能准确地辨识出模块内键合线的老化过程,与采用监测门极信号辨识模块老化状态的方法相比,所提方法不仅能辨识出单个芯片全部键合线脱落的情况,而且能辨识出部分键合线老化的情况,在辨识精度上有了很大的提高。该方法为确定合适的时机对变流器进行维护、降低系统的维护成本提供了理论依据。     

一种具有无损钳位电路的三绕组全桥变换器

对于宽电压输入、高电压输出的大功率全桥变换器,传统的整流二极管钳位电路存在二极管电压应力过高的缺点。本文提出了一种具有无损钳位电路的三绕组全桥变换器,该变换器可以有效实现输入电压二倍以上的变化范围,并有效地钳位整流二极管电压应力,使其电压应力不超过输出电压。本文首先推导了整流二极管电压应力的最大值;然后讨论了目前二极管电压钳位电路的不足,并详细阐述了所提出的三绕组变换器二次侧二极管的电压钳位原理;通过对二次侧三个绕组的匝比进行优化可以拓宽变换器的输入电压范围。300W的试验样机验证了理论分析的正确性。最后基于PSPICE软件的大功率变换器的仿真结果初步验证了该拓扑变换器在高压、大功率场合应用的可行性。     

一种改进的二极管钳位型多电平变换器拓扑

多电平电路在高压大功率领域的拓展受到其复杂电路拓扑的制约,因此近年来不断有新型多电平电路结构被提出。本文在传统多电平逆变器拓扑结构的基础上,提出了一种新型单相七电平电压源逆变器拓扑。新型电路拓扑是在传统的单相全桥五电平钳位二极管电路基础上,增加了两个开关器件,利用10个开关器件以及4个钳位二极管产生了7种不同的电平输出。详细分析了该逆变器的拓扑结构,给出了PWM控制策略。最后通过仿真实验验证了这种拓扑的可行性。该逆变器对传统钳位二极管逆变器在结构上做出了优化。     

一种开关电容和二极管钳位组合的多电平拓扑

传统的二极管钳位型多电平拓扑存在直流母线电容电压不平衡的问题。提出一种开关电容和二极管钳位组合式的多电平拓扑,介绍了其结构组成和工作原理。该拓扑将开关电容电路和二极管钳位电路有机地结合起来,充分利用两部分电路的工作特点,不但具有平衡直流母线电容电压的功能,而且可以用多种升压方式实现升压输出,同时使用的元器件数量较少。最后通过一个五电平电路的仿真和实验验证了本拓扑的有效性。     

一种基于LM5025有源钳位的同步整流电路设计

本文设计了一种基于LM5025有源钳位的同步整流电路,介绍了LM5025芯片的功能,说明了有源钳位和同步整流的优点,该电路提高了开关电源的效率,降低了电源自身的损耗。     

基于IGBT行为模型的有源中点钳位五电平变换器损耗特性分析

有源中点钳位五电平拓扑(5L-ANPC)通常用于中压大容量电能变换领域,同时由于其拓扑结构复杂和各器件有效开关频率不同,使得损耗分析较为困难,并且对计算精度要求较高.该文分析基于载波移相脉宽调制(PS-PWM)的损耗计算方法,根据电压电流关系,详细分析所有器件的导通规律,推导导通损耗计算方法.针对传统的开关损耗计算方法...     

基于热阻抗模型的三相逆变器功率器件结温监测方法

绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)模块结温的精确计算是开展功率器件主动热管理、寿命预测的前提和关键.IGBT模块的导通压降和开关损耗均受温度影响,在计算损耗时应根据温度对结果进行修正.基于空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse wi...     

一种二极管无源钳位的单相无变压器型光伏并网逆变拓扑研究

提出一种基于二极管无源钳位思想的单相无变压器型光伏并网逆变器拓扑。与H5等传统电路相比,本拓扑具有更好的对地漏电流抑制能力。目前主流的单相无变压器型逆变电路普遍采用直流或交流解耦技术,阻断共模电流的流通路径。但是,功率开关上的寄生电容可能与共模电抗形成谐振回路,使得共模电流无法彻底消除。以H5拓扑为例,定量分析功率器件寄生电容影响共模电流的机理。针对这一问题,引入无源二极管钳位电路,使得共模电压被母线电容中点钳位,从而抑制了功率器件寄生电容引起的共模电压振荡,更有效地消除对地漏电流。在理论和仿真分析的基础上,通过搭建2 k W实验平台验证所提拓扑的性能。结果表明,改进拓扑相对于原拓扑而言,能更好地抑制对地漏电流,提高了无变压器型光伏并网系统的安全裕度。