应用于大容量高能量密度工况的IGBT并联均流技术综述

本文对应用于电磁发射系统大容量高能量密度工况的开关器件并联均流技术进行了分析和总结。首先,概述了目前绝缘栅双极性晶体管(IGBT)的发展趋势与应用领域。其次,针对电磁发射系统的大容量高能量密度工况特点,总结分析了影响IGBT并联均流的关键影响因素。接着,对比分析了目前改善均流效果的被动方法和主动方法的优势与不足。最后,对未来IGBT模块并联应用的发展提出了展望。     

IGBT芯片参数对瞬态均流特性的影响

IGBT模块一般采用多芯片并联的方式进行封装,但由于模块参数、驱动控制等差异,模块内部存在电流分布不均衡的问题。相比于稳态电流分布,瞬态电流分布的影响因素众多,是研究的热点。针对IGBT的芯片参数开展了模块内部各支路瞬态电流分布特性的研究。通过建立IGBT芯片模型及芯片并联的瞬态电路分析模型,计算单一芯片参数与多种芯片参数作用下IGBT模块的瞬态电流分布,提出新的适用于芯片支路瞬态均流分析的评价指标,得到了IGBT芯片参数对并联瞬态均流影响的规律。研究结果表明阈值电压、跨导和栅极电阻是对瞬态均流影响最大的3个芯片参数,且需要关注阈值电压与跨导的共同影响。研究结果对IGBT的芯片筛选及并联后的瞬态均流计算具有指导意义。     

基于TMS320LF2407A的模块化直流电源设计

介绍一种多模块并联运行的大功率数字化直流开关电源设计。以大功率电力电子器件IGBT模块组成主电路,以DSPTMS320LF2407A为控制核心,实现了并联均流和稳压功能。     

多芯片并联IGBT内部动态电流主动均匀分布机理

多芯片并联的IGBT器件由于芯片本身参数和封装寄生参数的差异,各芯片电流分布并不完全一致。采用理论推导和仿真分析的方法论证了电流主动均匀分布机制。首先建立了包括内部寄生参数的多芯片并联IGBT器件模型,利用准静态方法推导出开关过程中芯片集电极电流与器件驱动电压的关系;其次指出并联IGBT内部存在发射极寄生电感自均流及输入电容自均压两种负反馈机制,利用瞬时极性法分析了两种负反馈机制的作用原理;最后借助仿真软件搭建电感负载的开关电路,验证了在并联芯片支路参数差异条件下,两种负反馈机制对集电极电流不均匀分布的抑制作用。研究结果可为器件封装设计及可靠性分析提供参考。     

大功率晶闸管并联的物理级均流研究

针对常规电路级均流分析方法存在实现方式复杂、需要增加装置的不足，本文从场的角度出发，提出了一种物理级均流分析方法。该方法直接使用实物模型仿真，综合分析多物理场间的耦合作用，得到更加真实的均流分析结果。以大容量晶闸管并联实物模型为例，叙述了并联均流的物理级建模和仿真过程，在此基础上对均流母线的结构进行了改造，通过双排布置和不均匀分布两种措施显著提高了均流效果。     

LLC谐振变换器的数字均流技术研究

采用LLC谐振变换拓扑,结合分析当前的并联均流方式,提出一种数字式LLC谐振变换器均流技术.基于CAN总线通讯可实现模块间实时通信,从而实现并联系统的数字化均流.在MATLAB/Simulink下建立了全桥LLC并联系统的闭环仿真模型,实现了零电压开关,通过三环控制和PI算法相结合,对比加入此均流策略前后的输出电流波形...     

IGBT并联电流分配的研究

目前采用多个IGBT并联来提高电流容量在工业上得到广泛的应用。但IGBT自身参数的不一致以及电路结构布局的不对称,使得并联使用过程中电流分配出现不均衡现象,严重时甚至会烧毁器件。本文通过理论和实验分析,得出影响IGBT并联电流分配不均的原因。从而提出了改善IGBT电流不均的一些设施,最终选择对电路结构和栅极电阻进行优化来改善电流不均。     

雷达高功率电源的新型并联均流技术及应用

采用多台开关电源并联运行实现大功率电源系统输出是目前电源技术的发展方向之一。文中阐述了传统的并联均流电路,并提出了一种新型的并联均流方式,采用此并联均流方式,完成了48 V400 A高功率电源的实验。实验结果表明,并联均流效果理想,可满足高功率电源的设计要求。     

并联冗余DC-DC模块蓄电池充电均流方法

并联冗余是应用于风光互补独立供电系统的DC-DC变换器满足高可靠性要求的关键,而均流技术是并联冗余的关键,现有的均流方法无法同时满足并联冗余和蓄电池充电要求。本文在分析并联DC-DC模块蓄电池充电特性的基础上提出了一种实现并联DC-DC变换器瞬时均流的新控制方法。该方法基于平均电流法原理,通过单片机A/D口检测蓄电池充电电压和各并联DC-DC模块充电电流,判断蓄电池状态,自适应调整各模块PWM信号占空比实现均流和充电控制。文中根据理论模型进行了仿真,并构建实际系统进行了实验,仿真和实验结果表明,此方法能够同时满足DC-DC变换器并联冗余和蓄电池三段式充电的要求,验证了方法的有效性。     

开关电源并联均流的负载适应性研究

随着电子技术的高速发展,各种电子装置对电源功率的要求越来越大,对电源的负载适应性要求越来越高,这使得对开关电源并联均流技术的重要性日益增加。为此,本文在系统地分析和总结目前开关电源主要并联均流技术原理和方法的基础上,介绍了一种大功率高频开关电源(28V/300A)的并联均流实现方案,并详细讨论了其负载适应性,做了相关试验,验证了电路的可行性。     

PWM变换器并联运行的小信号分析

对开关电源进行模块化设计和并联运行是提高系统可靠性和扩大供电容量的有效手段。但电源的并联运行需要采用均流措施。均流方法多种多样,其中效果较好的是自主均流法。文中采用小信号分析法对PWM变换器及其并联运行所采用的自主均流法进行了建模和仿真分析,结果验证了自主均流法的三环控制的合理性。     

功率MOSFET并联应用及研究

对作用在C类状态下频率为MHz以上的功率MOSFET并联均流情况进行了研究,分析功率MOSFET并联时造成不均流的各种因素,着重解析稳态和暂态电流平衡问题,并通过仿真提出一些解决方法和建议。实验结果表明,使用参数尽量一致的MOSFET管对称分布进行并联,并采取合理的电路布局,通过调节电路参数能获得较好的均流效果。     

Circuit Theoretic Classification of Parallel Connected DC–DC Converters

This paper describes a classification of paralleling schemes for dc-dc converters from a circuit theoretic viewpoint. The purpose is to provide a systematic classification of the types of parallel converters that can clearly identify all possible structures and control configurations, allowing simple and direct comparison of the characteristics and limitations of different paralleling schemes. In the proposed classification, converters are modeled as current sources or voltage sources, and their connection possibilities, as constrained by Kirchhoff's laws, are categorized systematically into three basic types. Moreover, control arrangements are classified according to the presence of current sharing and voltage-regulation loops. Computer simulations are presented to illustrate the characteristics of the various paralleling schemes     

Dynamic Current Sharing in Paraleling Power MOSFET

ＤｙｎａｍｉｃＣｕｒｒｅｎｔＳｈａｒｉｎｇｉｎＰａｒａｌｅｌｉｎｇＰｏｗｅｒＭＯＳＦＥＴ①ＷＡＮＧＢａｏｃｈｅｎｇ，ＷＵＷｅｉｙａｎｇ，ＺＨＡＮＧＣｈｕｎｊｉａｎｇ（ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ０６６００４，ＣＨＮ）Ａｂ...     

Dynamic Current Sharing in Paralleling Power MOSFET

By combining the theory with the practice,the dynamic current shar-ing in paralleling power MOSFET is analysed.The principles of choosing parameters in-fluencing dynamic current sharing are described,and some experiment results are given on the basis of these steps.     

A fast current drive circuit for injection lasers

An inexpensive solid-state circuit for fast-driving injection laser diodes is described. The high current pulses are generated by paralleling conventional (nonselected) transistor switches and operating them at avalanche breakdown.     

电源并联系统数字化均流的研究

为提高电源并联系统的稳定性和灵活性,文中分析了电源并联系统的特性和原理,详细介绍了几种传统的模拟控制均流技术,并在此基础上提出了数字控制的均流方案。     

High-voltage implanted-emitter 4H-SiC BJTs

Implanted-emitter, epi-base, npn 4H-SiC bipolar junction transistors (BJTs) which show maximum blocking voltage of 500 V and common-emitter current gain (β) of 8 are demonstrated. Compared to the previous results (BV_CEO of 60 V and β of 40), the blocking voltage is greatly improved with reduced current gain due to a decrease of the base transport factor. The samples also show negative temperature coefficient of β, similar to the previous samples, easing device paralleling problems     

电流模块交错并联的光纤激光器电源研制

提出以4路电流模块LTM4601并联的方式实现低压大电流输出的解决方案,其关健是并联模块间的均流,设计以4路交错90°的波形分别同步4路模块的波形交错技术实现.设计的独特之处在于并联电源系统输出电流母线引入电流反反馈以实现输出电流值的控制.基于大电流印刷电路板(PCB)设计得到电源样机,其实验结果与设计目标基本相符.实...     

高频4H-SiC双极晶体管的研制

研制出国内第一个高频4H-SiC双极晶体管.该器件采用了双台面结构和叉指结构,室温下的最大直流电流增益(β)为3.25,集电结击穿电压BVCBO达200 V.器件的β随温度的升高而降低,具有负的温度系数,这种特性使该器件容易并联,避免出现热失控现象.器件的高频特性由矢量网络分析仪测量得到,截止频率.fT为360 MHz、最高振荡频率fmax为160 MHz.