基于PVI的IGBT串联驱动及均压措施研究

提出了一种高压IGBT串联用隔离驱动及其均压方法.简要介绍了光压隔离器(Photo Voltaic Insulator,简称PVI)的工作原理及参数,给出了采用PVI的串联IGBT隔离驱动电路及工作原理,详细阐述了采用PMOSFET的高压IGBT串联均压方法.最后,给出了上述PVI隔离驱动电路和PMOSFET均压方法在以双IGBT串联为调整管的高压恒流源中的均压效果,经实际测试其均压误差小于2%.     

一种新电路在IGBT串联技术中的应用

动态均压是IGBT串联技术的关键.在分析和研究国内外多种1GBT串联均压电路和均压方法的基础上,采用一种结构简单、控制容易的辅助均压电路对IGBT进行均压,并对其工作机珲进行了说明.通过软件Pspice进行仿真,从理论上论证在IGBT串联中辅助均压的可行性.最后,通过试验验证该电路在IGBT串联电路均压的有效性.仿真和实验表明,该电路能够有效地使串入电路中的IGBT实现均压,给工程应用提供了一种IGBT串联的均压方法.     

IGBT串联均压电路的动态和静态分析

在高压、大功率领域中,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的串联使用备受关注,IGBT的静态和动态均压成为串联使用的关键技术。在研究了多种IGBT串联静态均压和动态均压的基础上,提出一种结构简单、控制容易的均压电路,并对其静态均压和动态均压的工作原理进行了详细叙述。实验结果表明,该电路很好地解决了IGBT在串联使用时的均压问题,在静态和动态过程中,都起到了抑制过电压的作用,能保证开关不同步造成的过电压小于10%,确保了IGBT串联时的有效使用。     

用于IGBT串联的RCD均压电路参数选择

为了选择更合适的基于电阻、电容和二极管的均压电路(RCD均压电路)的元件参数,在详细分析RCD均压电路工作原理的基础上,提出了一种基于稳态的电路元件参数选择依据,并针对RCD均压电路工作过程中的几个重要时间常数进行分析。将采用该依据设计的RCD均压电路用在基于IGBT串联的直流斩波电路平台上进行了验证,实验结果表明采用该依据设计的RCD均压电路可以有效地抑制串联IGBT的动、静态不均压现象。因此,提出的依据为RCD均压电路元件的参数设计提供了理论基础和整定方向。     

基于驱动信号同步的串联IGBT动态均压方法

为解决由驱动信号不同步引起的多个IGBT串联动态电压不均衡问题,以实现串联IGBT在大功率高电压场合的应用。在研究国内外多种IGBT动态串联均压技术的基础上,采用同步变压器和端电压钳位电路相结合以实现动态电压均衡,并对其工作原理进行了说明。然后运用Saber仿真软件,建立串联IGBT的动态均压仿真电路。仿真结果表明,动态均压电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT驱动信号不同步造成的动态电压不均衡,而且能够使开关瞬态的过电压≤10%,确保了串联IGBT的安全运行。     

基于增强密勒效应的IGBT串联有源均压新方法

为解决由器件驱动信号不一致引起的多个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,笔者结合功率侧和栅极侧IGBT串联均压辅助电路的优点,提出一种基于增强密勒效应的IGBT串联有源均压辅助电路,并对其工作原理进行了论述。然后,建立IGBT串联仿真电路,对不带和带该均压辅助电路两种情况进行仿真。仿真结果表明,该均压辅助电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT驱动信号不一致造成的电压不均衡,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。     

基于无源缓冲法和延时控制的IGBT模块串联均压技术

绝缘栅双极型晶体管IGBT综合了GTR和MOSFET的优点,近年来,在电力电子领域得到了广泛的运用。受限于单只器件的耐压水平,在高压大功率领域,IGBT模块直接串联技术是一个简单、经济的使用方案。为了保证IGBT器件的安全使用,如何解决串联均压是关键。文中提出了一种基于无源缓冲电路和栅极延时控制的均压策略,从技术原理上对其进行了详细的阐述,并通过DC15 k V/300 A脉冲实验予以了验证,实验结果显示,该技术能够实现良好的串联均压,抑制IGBT关断电压过冲,具备了一定的工程运用价值。     

基于IGBT串联运行的动态均压研究

绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)串联运行易于实现IGBT的扩容,但同时也带来了不均压的问题。设计了以L,R为感性负载的实验电路,采用仿真软件PSpiee仿真分析出IGBT串联运行时动态不均压原因是吸收电路参数不一致、门极驱动信号延时不同、门极驱动电路参数不一致引起的。并提出了IGBT串联运行动态均压措施(选同型号IGBT、吸收电路参数与结构一致、门极驱动信号同步、门极电路参数一致)。     

锂电池组单体电压精确检测方法

提出了一种基于高压模拟开关和差动运算放大器的串联锂电池组单体电压检测方法,该方法由高压模拟开关、差动运算放大器、绝对值处电路及AD采样电路组成。提供了15串锂电池组电压检测电路,高压模拟开关采用MAX14752,差动运算放大器采用INA148UA。最后给出了15串锂电池组电压检测系统的实验结果,并进行分析。结果表明,该方法具有高精度、对锂电池组影响小、体积小等优点,为电池组的精确均衡及SOC估算提供基础,用于电动车及锂电池储能系统等领域。     

IGBT串联动态均压特性分析与控制

多个IGBT直接串联工作是实现高压功率变换的有效途径之一,而串联IGBT之间的动态均压是实现其安全可靠工作的关键。基于对场截止型绝缘栅双极型晶体管(FS-IGBT)串联工作特性的实验测试与分析,发现其关断时刻差异与关断过程不均压程度的关系规律,并提出一种能反应串联IGBT特性并且可以通过实时调节各IGBT关断延时(或超前)时间而实现动态均压的控制策略,该时间调节量由两段式调节算法生成,即在不均压程度较大时采用比例-二次方算法,实现均压快速性;在不均压程度较小时采用比例算法,实现均压稳定性。并将每个IGBT的延时调节量递推引入其相邻的下一个IGBT的延时形成单元,进一步优化均压调节速度。实验验证了所提出的动态均压控制方法的可行性和有效性。     

混合集成IGBT驱动器的实验与分析

QP12W05S-37(A)是一种自带隔离电源的混合集成型IGBT驱动器,作为隔离放大器,可应用于任何需要栅极放大驱动的场合.通过光耦为功率开关器件提供必要的初/次级之间电气隔离.并且采用检测IGBT的集电极欠饱和压降的方法来实现过流及短路保护功能.文中主要分析IGBT的驱动和保护问题,详细介绍混合集成IGBT驱动器Q...     

IGBT串联技术在雷达脉冲调制器中的应用

介绍了氢闸流管开关雷达脉冲调制器的工作过程和特点,给出了串联IGBT新型调制器的技术方案,并对IGBT的驱动保护和串联运行电压失衡原因进行了分析,给出了电压均衡方法,证明了串联IGBT在雷达脉冲调制器中应用的可行性.     

IGBT模块直接串联电压均衡驱动控制技术

高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块直接串联技术是实现柔性直流输电、高压直流断路器等高压大功率控制设备的一个重要基础,其中最难解决的是串联IGBT模块之间的电压均衡问题。文中分析了电压不平衡的机制,得出了实现电压均衡的关键在于解决断态电压不平衡和关断电压不平衡问题,门极侧均衡控制方法是较好的解决手段。对基于有源电压控制技术的驱动设计和基于延时补偿的控制策略进行了探讨,并分别采用在有源区对关断波形进行跟随控制和补偿IGBT器件间关断延时的方法,有效实现了串联器件的电压均衡。最后,通过6只3 300V/1 200AIGBT模块直接串联的阀段脉冲和基于该阀段的三相换流阀运行测试,对这两种方法进行了验证,所述方法获得了较好的电压均衡效果。     

Series connection of IGBT's with active voltage balancing

This paper describes an active gate drive circuit for series-connected insulated gate bipolar transistors (IGBTs) with voltage balancing in high-voltage applications. The gate drive circuit not only amplifies the gate signal, but also actively limits the overvoltage during switching transients, while minimizing the switching transients and losses. In order to achieve the control objective, an analog closed-loop control scheme is adopted. The closed-loop control injects current to an IGBT gate as required to limit the IGBT collector-emitter voltage to a predefined level. The performance of the gate drive circuit is examined experimentally by the series connection of three IGBTs with conventional snubber circuits. The experimental results show the voltage balancing by an active control with wide variations in loads and imbalance conditions     

IGBT串联均压方法综述

绝缘栅双极性晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)在高电压场合应用时需串联使用满足电压需求。由于器件内部的性能差异和外围电路参数不一致等,引起IGBT模块之间电压不均衡问题,威胁其运行安全。综述了国内外IGBT串联均压方法的发展及其研究现状。根据均压方法机理的不同,将IGBT串联均压方法分为被动均压方法和主动均压方法两种,进一步将主动均压方法归纳为无源控制方法和有源控制方法两类。根据各类方法的基本电路拓扑分析了均压原理,梳理了不同方法在电路拓扑、参数选择和控制策略等方面的优化和最新进展。通过均压效果、附加损耗和可靠性等多方面对不同均压方法进行对比,被动均压方法拓扑简单不需外加控制电路更适合在低频应用场合,在高频应用场合中,准有源栅极控制法以单驱动与无源器件相结合的方式,具有良好的发展前景。最后对IGBT串联均压方法进行了展望。     

新一代3．3kV IGBT模块的开发

大功率应用需要具有低功耗、高可靠性的高压IGBT(HVIGBT)模块.然而这些特性通常足相互制约的,为达到均衡的性能,三菱电机开发出一种精细半面型MOS栅轻穿通HVIGBT(FP-LPT-HVIGBT)与具有高短路承受能力的软反向恢复高压二极管(SR-HVDi)组合的新型结构.采用这种新硅片组合的新一代3.3 kV HVIGBT模块能在降低功率损耗的同时提高额定电流.     

适用于电力系统设备的新一代高压IGBT模块

描述了新一代R系列高压绝缘栅双极型晶体管模块( HVIGBT)的技术特点、性能及其在电力系统中的应用.该模块采用优化平板MOSFET栅轻穿通IGBT技术和软反向恢复高压二极管技术,实现了优异的低损耗性能和高鲁棒性,同时具有平滑的开关特性、卓越的安全工作区能力和低漏电流.实验证明,这些特性能很好地满足电力系统设备对电力电...