IGBT逆变器的电压问题

阐述了逆变器输出电压问题，同时提出了一种降低或消除电压尖峰的方法。     

低直流链电压尖峰的二极管辅助型优化Y源逆变器

耦合电感的引入使阻抗源逆变器的升压能力得到进一步提高，并改善了传统Z源拓扑中调制比与直通占空比之间的约束关系。然而，漏感的存在导致逆变器出现直流链电压尖峰，恶化了开关器件的工作条件，限制了逆变器的功率等级。为解决上述问题，以优化型Y源逆变器为研究对象，提出一种低直流链电压尖峰的优化Y源拓扑结构，利用无源吸收回路确保逆变器状态切换时直流链电压的平滑过渡，消除了直流链电压尖峰。此外，新提出拓扑继承了优化型Y源逆变器的所有优点，并且在相同的直通占空比下，具有更高的升压能力。最后，通过对比二者的仿真和实验结果，验证了新拓扑在升压能力和抑制电压尖峰方面的优越性能。     

ZVS全桥变换器尖峰抑制器的改进设计

针对输出整流管反向恢复带来的电压尖峰及电磁干扰等问题,设计了一种改进型尖峰抑制器。该尖峰抑制器能够有效抑制寄生振荡,消除尖峰电压,且损耗小。最后设计制作了一台3kW(15V/200A)ZVS全桥变换器,给出了添加尖峰抑制器前后整流管反向电压的对比波形,验证了所提出改进方法的有效性。     

多弧离子镀IGBT逆变弧焊电源

介绍了一种ＩＧＢＴ逆变式离子镀弧焊电源的基本结构和工作原理，并对其电流控制，尖峰电压抑制措施及保护电路进行了讨论，提出了ＰＷＭ与ＰＦＭ综合控制方法和能量回馈型尖峰电压抑制措施。     

用于单级桥式PFC变换器电压尖峰抑制的有源钳位电路

单级桥式功率因数校正(PFC)变换器由于变压器漏感的存在,会产生桥臂电压尖峰,严重影响变换器的正常工作。为有效解决这一问题,在分析桥臂电压尖峰的产生机理、阐明有源钳位电路对桥臂电压尖峰的抑制作用的基础上,分析有源钳位电路钳位开关管漏源极电压尖峰的产生机理,并提出一种让桥臂上管工作在零电压开通状态,以解决钳位开关管电压尖峰的方法。针对输入电流过零阶段桥臂电压尖峰无法被有源钳位电路吸收的问题,提出钳位开关管在该阶段一直关断的控制方法;针对输入电流过零阶段钳位开关管存在冲击电流问题,提出一种改进的有源钳位电路,有效解决了该问题。仿真和实验结果均验证了理论分析的合理性和所提方法的有效性。     

尖峰抑制器在ZVZCS变换器中的应用与设计

输出整流二极管反向恢复带来电压尖峰和电磁干扰(EMI);全桥(FB)移相(PS)零电压开关(ZVS)变换器滞后臂ZVS范围太窄、次级占空比丢失严重。此处提出了使用尖峰抑制器的解决方法,分析了尖峰抑制器抑制二极管反向恢复和提高全桥变换器软开关范围的工作原理,推导了尖峰抑制器设计公式。在设计的4.5 kW电源样机上通过实验表明:尖峰抑制器很好地消除了整流管反向恢复电压尖峰;提高了有限双极性FB零电压零电流开关(ZVZCS)变换器的软开关范围,减少了使用谐振电感带来的占空比丢失。     

某型高炮电源测试系统设计

电源系统是某型高炮电气系统的重要组成部分,电源系统发生故障将导致系统整体瘫痪。电源系统的性能指标包括稳态电压、纹波电压、浪涌电压、尖峰脉冲电压、起动扰动电压、初始啮合扰动电压和启起动电压。为了对电源系统进行测试,开发了一套自动测试系统,采用STM32FRCT6ARM作为核心处理器,设计了必要的外围电路,电源系统输出性能指标经过信号调理和A/D转换后进入单片机,通过CAN总线将数字信号传送到上位机,本测试系统具有友好的人机交互界面,实现了电源系统的性能测试。     

电压尖峰造成电动机故障实例分析

介绍了二电平变频器供电在电动机端产生电压尖峰现象,通过软件仿真和现场实测说明尖峰电压产生过程及其特点,实践证明变频器输出侧加装滤波器在很大程度上减小电机端子上的尖峰过电压峰值,但高频率电压冲击引起的介质损耗发热和du/dt造成的不均匀分布继续危害电机绕组绝缘。最后就改善变频供电电动机机端电压尖峰问题提出应对措施。     

一种基于LabVIEW控制的电压尖峰发生器

为实现对机载用电设备进行电压尖峰干扰测试,本文研制了一台符合RTCA-D0160E、GJB181-1986标准的电压尖峰发生器.本文采用全桥逆变电路结合LC谐振实现电压尖峰输出,推导了电路中主要元器件参数与电压尖峰的函数关系,并给出了主电路中脉冲变压器的设计方法.本文阐述了LabVIEW产生驱动信号控制电压尖峰发生器的原理与方法,并设计了驱动逻辑.实验波形验证了分析设计的正确性,完全符合RTCA-DO160E与GJB181-1986对电压尖峰波形的各项规定.     

脉冲强磁场电源尖峰电压的消除

放电时产生的尖峰电压严重威胁脉冲强磁场电源安全稳定运行,本文采用并联RC支路的方法吸收尖峰电压,从原理上分析了产生尖峰电压的原因,阐明了并联RC支路的原理,然后通过电路理论分析和拉氏域下电路阻抗特性分析得出RC支路各参数的计算方法.实验结果表明尖峰电压基本消除,能有效解决尖峰电压问题.     

功率管关断瞬间尖峰电压的抑制方法

针对反激式变换器功率管关断瞬间出现的尖峰电压问题，提出了两种抑制方法：设计适当的电压箝位模式RCD Clamp电路及降低主变压器漏感。     

新型尖峰电压发生器及测试仪研制

介绍了基于微处理器尖峰电压发生器的思路和设计方法,结合数字存储示波器/逻辑分析测试仪,共同实现了电压尖峰发生器的产生和测试功能.电压尖峰发生器采用由晶闸管开关、电感、电容组成的高阶振荡电路,产生需要的尖峰电压.以微处理器AT89C51为控制核心,自动完成信号的发生和转换控制,且实时显示电压尖峰幅值,数字存储示波器/逻辑分析仪则通过计算机USB2.0接口,实现实时测试尖峰电压,显示电压波形和记录数据等功能.通过仿真及实验验证,设计的电压尖峰发生器及测试仪是正确可行的,通过长期应用证明,该系统稳定可靠,性能良好.     

重杂散电感电磁搅拌专用变频电源IGBT关断尖峰电压研究

由主电路回路和功率器件内部寄生杂散电感引起的电磁搅拌电源中IGBT开关器件关断尖峰电压过高是电磁搅拌专用变频电源失效的主要原因之一。以某公司老一代大功率电磁搅拌器专用变频电源中IGBT关断尖峰高导致功率开关器件过压损坏为例,首先分析了IGBT关断尖峰电压产生的原因及IGBT关断尖峰电压过高带来的危害,接着总结目前常用的IGBT过压尖峰解决办法及利弊,并最终采用IGBT的分级关断技术方案来解决电磁搅拌专用变频电源中IGBT关断尖峰电压过高的问题。实践证明,采用所提出的解决IGBT过压尖峰的措施后,几乎杜绝了电磁搅拌器专用变频电源因IGBT过压而失效的现象。     

三相IGBT逆变器中的尖峰电压分析

母线排的杂散电感和开关过程中较大的di/dt会在IGBT上引起很高的尖峰电压,从而增加了逆变器的开关损耗,降低了可靠性。提出针对三相IGBT逆变器中尖峰电压的分析方法。首先利用有限元法对三相IGBT逆变器中两种不同类型母线排建模,分析提取母线排的杂散参数,接着在PSpice中建立逆变器各部分等效电路模型,利用该模型对IGBT逆变器中的尖峰电压进行仿真分析。实验研究表明,在不同负载电流下,仿真和实测尖峰电压在峰值和波形上都具有良好的符合度,表明该方法能够较准确地分析和预测逆变器中的尖峰电压。     

基于SiC MOSFET直流固态断路器关断初期电压尖峰抑制方法

针对碳化硅金属氧化物场效应晶体管(SiC MOSFET)直流固态断路器关断速度快、关断初期易产生较大电压尖峰及振荡问题,提出一种抑制方法。首先,建立SiC MOSFET等效电路模型,分析其不同寄生电感对固态断路器关断初期电压波形的影响。其次,利用不同电压等级金属氧化物压敏电阻(MOV)吸收能量不同的思想,提出并联MOV作为缓冲电路来抑制断路器关断初期电压尖峰的方法,在分析其工作原理和抑制效果的基础上,提出了选择缓冲MOV额定电压的依据。最后,搭建了基于SiC MOSFET直流断路器实验平台,对不同寄生电感、不同器件下的开断特性进行了比较,并对所提方法的有效性进行了验证。结果表明,相比Si IGBT固态断路器,SiC MOSFET固态断路器具有更为严重的电压尖峰和振荡问题,且随着寄生电感的增加越来越严重,所提出的方法可有效抑制其电压尖峰并减弱振荡。     

航天继电器尖峰电压试验系统的研究

航天继电器被广泛用于电子系统中执行系统配电、信号切换等功能,其控制端须能承受电源系统上耦合的尖峰电压干扰。为了对航天继电器进行尖峰电压敏感度试验,本文利用高速开关器件IGBT和高频电感、电容,设计了一种基于二阶振荡环节的尖峰电压发生器,并采用解析法和蒙特卡罗法分别进行了振荡环节的参数设计和容差设计,同时设计了航天继电器时间参数监测电路,实现了受试航天继电器敏感度试验。结果表明,该尖峰电压试验系统能产生符合GJB 1513规定的尖峰电压,满足了航天继电器尖峰电压试验要求。     

大功率晶体秘开关辅助电路的设计

本文通过对大功率晶体管开关过程的分析，指出了开关过程中大功率晶体管产生电流尖峰和电压尖峰的原因。为减小晶体管的开关损耗，本文提出了一个开关辅助电路，使得晶体管大部分开关损耗转移到该电路，从而提高了晶体管运行的可靠性，并给出了该电路元件参数的计算方法。     

基于箝位电路的新型单级PFC技术

单级桥式功率因数校正变换器由于变压器存在漏感,在电路换流过程中产生较大尖峰电压,增加了开关管的电压应力,降低了系统可靠性.提出一种基于箝位技术的新型单级桥式功率因数校正变换器,利用一级电路同时实现功率因数校正与DC/DC变换;通过在所提出变换器中设置箝位电路,吸收了尖峰电压,解决了开关管电压应力过高的问题,并分析了实现功率因数校正、抑制电压尖峰的原理;针对电路结构以及功率因数校正电路的特点,分析了所提出变换器中高频变压器的偏磁产生机理,并给出了相应的抑制措施.通过对实验系统的测试与分析,表明所提出的变换器具有较高的功率因数和转换效率,并验证了理论分析的正确性.     

推挽全桥双向直流变换器的研究

本文研究了推挽全桥双向直流变换器,分析了变换器的两种工作模式。研究了开关管上电压尖峰形成的原因,基于电压尖峰问题提出了几种解决方案,最后采用了RCD缓冲电路,文中分析了缓冲电路的工作原理,给出了实验波形。     

一种适合UPS应用的新型零电压开关双向DC-DC变换器

电流-电压型双向DC-DC变换器采用相移技术可以实现功率器件的软开关，但是电流源型变换器存在关断电压尖峰和变压器两端电压不匹配时引起环流损耗增加。为解决这些问题，该文提出一种新的相移加PWM控制有源箝位型零电压软开关(ZVS)双向DC-DC变换器，在电流源型变换器中加入有源箝位支路和PWM控制技术，能够有效抑制电压尖峰和降低环流损耗，同时实现了全负载范围的ZVS。该文分析了这种新型变换器的工作原理，并在一台1.5 kW的原理样机上进行验证，最后给出了试验结果。