新型三相谐振极软开关逆变器

为提高三相逆变器的转换效率,提出了一种新型三相谐振极软开关逆变器拓扑结构,通过在每相桥臂上增加结构简单的辅助电路,实现了主开关的零电压软开通和零电流软关断.逆变器主开关采用金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）或者绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）时,都能实现无损耗切换,解决了MOSFET内部结电容造成的容性开通损耗问题和IGBT拖尾电流造成的关断损耗问题.分析了电路的工作过程,实验结果表明开关器件完成了软切换.因此,该拓扑结构对于提高逆变器的性能具有重要意义.     

节能型单相全桥零电流开关谐振极逆变器

为改善以绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）作为开关器件的单相全桥逆变器的效率,提出了一种节能型单相全桥零电流开关谐振极逆变器,在每个桥臂上分别并联1组辅助电路.在工作过程中,主开关和辅助开关都能完成零电流软切换,可消除IGBT拖尾电流造成的关断损耗.分析了电路工作过程,在2kW样机上的实验结果表明开关器件实现了零电流软切换.因此,该拓扑结构可实现以IGBT作为开关器件的单相全桥逆变器的节能运行.     

高效率单相全桥零电流开关谐振极逆变器

为改善单相全桥逆变器的效率,提出了一种新型高效率单相全桥零电流开关谐振极逆变器拓扑结构.在桥臂上的辅助谐振电路参与换流的过程中,逆变器的开关器件可实现零电流软关断.当开关器件为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)时,IGBT实现零电流软关断可使其拖尾电流导致...     

节能型三相桥式零电流开关整流器

为使三相桥式整流器实现节能运行,提出了一种节能型三相桥式零电流开关整流器拓扑结构,在各相桥臂上的辅助谐振电路处于工作状态时,整流器的开关器件能完成零电流软关断.三相桥式整流器通常以绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）作为开关器件,实现零电流软关断能消除IGBT拖尾电流产生的关断损耗.分析了电路工作过程,在三相3kW样机上的实验结果表明开关器件实现了零电流软切换.因此,该拓扑结构可实现以IGBT作为开关器件的三相桥式整流器的节能运行.     

新型单相低能耗半桥逆变器

为实现单相半桥逆变器的高效率运行，设计了一种新型单相低能耗半桥逆变器.在逆变器工作过程中，主开关和辅助开关均能完成零电压软切换，逆变器主开关采用高频金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）时，都能实现零损耗切换，消除了MOSFET内部结电容导致的容性开通损耗.文中具体分析了电路工作过程.在额定功率为1kW样机上的实验结果表明开关器件都实现了软切换.因此该半桥软开关逆变器拓扑结构对于提高逆变器的性能具有重要意义.     

IGCT

IGCT集成门极换流晶闸管（Intergrsted Gate Commutated Thyriscors）是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。IGCT使变流装置在功率、可靠性、开关速度、效率、成本、重量和体积等方面都取得了巨大进展,给电力电子成套装置带来了新的飞跃。IGCT是将GTO芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起,再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接,结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点,在导通阶段发挥晶闸管的性能,关断阶段呈现晶体管的特性。     

IGCT

IGCT集成门极换流晶闸管（Intergrsted Gate Commutated Thyriscors）是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。IGCT使变流装置在功率、可靠性、开关速度、效率、成本、重量和体积等方面都取得了巨大进展,给电力电子成套装置带来了新的飞跃。IGCT是将GTO芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起,再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接,结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点,在导通阶段发挥晶闸管的性能,关断阶段呈现晶体管的特性。     

中小功率三相高频节能型谐振直流环节逆变器

为使中小功率三相逆变器实现在高开关频率下的节能运行,首次提出了一种新型三相谐振直流环节逆变器拓扑结构.设置在逆变器直流环节的辅助电路参与换流过程时,桥臂输入端的直流环节电压能周期性形成零电压状态,主开关和辅助开关都能完成零电压软切换.在高频金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）作为该逆变器的开关器件时,实现零电压软切换能消除MOSFET的容性开通损耗,有利于优化逆变器效率.文中分析了电路的工作流程.2.5kW样机上的实验结果表明开关器件都处于零电压软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能的中小功率三相逆变器具有参考价值.     

3300 V高性能混合SiC模块研制

将Si基绝缘栅双极型晶体管（Insulated gate bipolar transistor,IGBT）芯片与SiC结型势垒肖特基二极管芯片按照双开关电路结构排布,开发了一种3 300 V等级混合SiC模块,对其设计方法、封装工艺、仿真、测试结果进行分析,并对标相同规格IGBT模块。混合SiC模块低空洞率焊接满足牵引领域高温度循环周次的要求,冗余式的连跳键合结构可以有效增强功率循环能力。采用双脉冲法测试动态性能,测试结果表明该混合SiC模块反向恢复时间减小了84%,反向恢复电流减小了89.5%,反向恢复能量减小了99%,一次开关产生的总损耗降低了43.3%。混合SiC模块消除了开关过程中电压和电流过冲现象,在高电压、大电流和高频率的应用工况下具有明显的优势。     

一种抑制SiC MOSFET电压电流过冲的有源门极驱动电路

相较于Si MOSFET,SiC MOSFET的高电子迁移率使其能支持更高的开关速度，但与此同时会产生更大的电压、电流过冲，影响其应用的可靠性。提出了一种用于抑制SiC MOSFET漏源电压v_ds与漏极电流i_d过冲的有源门极驱动(AGD)电路，通过检测v_ds和i_d变化率(dv_ds/dt和di_d/dt),利用高速模拟反馈回路控制门极驱动电流的方式来调节dv_ds/dt与di_d/dt,进而减小v_ds与i_d过冲。此外，将AGD方案拓展到电流源驱动电路，提出了电流源有源门极驱动(ACGD)电路。相较于传统门极驱动(CGD),ACGD方案同时具有更快的开关速度与更小的电压、电流过冲。基于双脉冲电路对比了CGD与ACGD的不同效果，在采用ACGD电路后，电流过冲减小了20%,延时减少了30 ns;电压过冲减小了约7%,延时减少了60 ns,电压上升速率提高了约44%。     

中小功率单相全桥节能型谐振极逆变器

中小功率单相全桥逆变器常以金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）作为开关器件,为实现逆变器在高开关频率下的节能运行,本文提出了一种单相全桥节能型谐振极逆变器拓扑结构,其桥臂上分别并联相同的辅助谐振电路.桥臂上的主开关开通前,其并联的谐振电容的电压能周期性变为零,使主开关完成零电压软开通,可消除MOSFET的容性开通损耗,有利于逆变器的节能运行.本文分析了电路的工作模态,实验结果表明主开关器件处于零电压软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能的中小功率单相全桥逆变器具有参考价值.     

新型三相低能耗谐振直流环节逆变器

为实现三相逆变器的高效率运行,提出了一种新型三相低能耗谐振直流环节逆变器,利用设置在逆变器直流环节的辅助谐振电路使直流母线电压在每个开关周期都形成零状态时,主开关能实现零电压软开通动作和零电流软关断动作,完成了无损耗切换.说明了一个开关周期内的电路工作状态,在2.5 kW三相样机上的实验结果表明开关器件完成了软切换.因此,该新型拓扑结构对于改善逆变器运行效率具有重要意义.     

电子辐照对开关电源中功率双极晶体管损耗的影响

功率双极晶体管的损耗是开关电源总损耗中的最多的器件之一,采用10 MeV电子辐照来降低功率双极晶体管的下降延时,以此来降低功率双极晶体管的关断损耗.在一个典型的充电器开关电源中,85 V交流输入电压下,功率双极晶体管总损耗最多降低了42%,系统效率提高了2.1%.     

100A/1200V Si/SiC混合模块对比研究（英文）

采取对比的方法将Si IGBT/Si FRD模块与Si IGBT/SiC SBD模块静态及动态特性进行了测量与分析。测试表明,将Si IGBT模块中Si FRD替换为SiC SBD后开关损耗减小明显,提升效率的同时可大大提高功率模块的工作频率,降低系统体积。为了解释Si IGBT/SiC SBD混合模块开通过程中电流电压振荡现象,本文对模块开通与关断过程中电流的流通路径进行了对比,用以解释产生开通振荡的原因。分析中发现,开通振荡主要来自于模块封装杂散电感与IGBT输出电容及SiC SBD结电容产生的LC谐振。SiC SBD由于结电容较大而导致开通振荡较为明显。因此,为了提高SiC器件系统的可靠性,需要找到一种低电感封装技术,满足SiC器件封装要求。     

安华高科技推出车用级光电耦合器产品ACPL-312T

Avago（安华高科技）推出一款面向混合动力车应用设计的新门极驱动光电耦合器产品ACPL-312T。ACPL-312T提供2.5A最大尖锋电流输出推动高功率IGBT／MOSFET，并且可以在高达125℃的高温下运作。另外，仅0.5μs的传播延迟更可以帮助电路设计工程师缩短开关死区时间并改善逆变器的转换效率。ACPL-312T光电耦合器采用了自行研发生产的车用级LED，     

中小功率三相高频节能型谐振极逆变器

作为中小功率发电系统重要环节的三相逆变器的开关频率增大时,开关损耗也显著增大,不利于节能。为实现中小功率三相逆变器的高频化和节能化,提出了一种三相零电压开关谐振极逆变器拓扑结构.当桥臂上的辅助谐振电路处于工作状态时,开关器件并联的电容的电压能周期性变化到零,使开关器件完成零电压软切换,这有利于高频金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）作为逆变器的开关器件.分析了电路的工作流程,实验结果表明开关器件处于零电压软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能的中小功率三相逆变器具有参考价值.     

SiO_2/SiC界面陷阱对SiC MOSFET开关损耗的影响

位于SiO_2/SiC界面处密度较高的陷阱,不仅俘获SiC MOSFET沟道中的载流子,而且对沟道中的载流子形成散射、降低载流子的迁移率,因而严重影响了SiC MOSFET的开关特性。目前商业化的半导体器件仿真软件中迁移率模型是基于Si器件开发,不能体现SiO_2/SiC界面处的陷阱对沟道中载流子的散射作用。通过引入能正确反映界面陷阱对载流子作用的迁移率模型,利用半导体器件仿真软件研究了界面陷阱对SiC MOSFET动态特性的影响。结果表明,随着界面陷阱密度的增加,SiC MOSFET开通过程变慢,开通损耗增加,而关断过程加快,关断损耗减小;但是由于沟道载流子数量的减少、导通电阻的增加,总损耗是随着界面陷阱密度的增加而增加。     

应用于弹载SiC MOSFET的RC吸收电路的设计与优化

SiC MOSFET作为新兴的宽禁带半导体,目前在电源设计中被广泛用于取代Si IGBT。然而在弹载电源这类严苛的应用场合,SiC MOSFET关断暂态带来的超调振荡影响了电源输出的稳定性和品质,并且降低了装置的可靠性。在分析SiC MOSFET开关特性及四种无源吸收电路优缺点的基础上,提出了一种针对SiC MOSFET关断暂态的RC吸收电路优化设计方案,给出了系统效率最优情况下的电路参数范围,提升了吸收电路研发的效率。最后,通过400V/20A双脉冲测试电路进行了实验验证。     

一种新的GCT门-阴极图形的设计方法

在分析门极可关断晶闸管(GTO)和门极换流晶闸管(GCT)门-阴极结构的基础上,依据GCT关断时的换流机理,提出了一种新的GCT门-阴极图形的设计方法.与现有的GCT门-阴极图形相比,用该方法设计的门-阴极图形,在保证开关过程中电流均匀分布的前提下,可增加GCT的有效阴极面积,减小热阻,并提高电流容量.     

一种新的GCT门-阴极图形的设计方法

在分析门极可关断晶闸管(GTO)和门极换流晶闸管(GCT)门-阴极结构的基础上,依据GCT关断时的换流机理,提出了一种新的GCT门-阴极图形的设计方法.与现有的GCT门-阴极图形相比,用该方法设计的门-阴极图形,在保证开关过程中电流均匀分布的前提下,可增加GCT的有效阴极面积,减小热阻,并提高电流容量.