一种新型的有源交错并联Boost软开关电路

重点研究了有源交错并联Boost的软开关技术，提出了一种新型的有源交错并联的Boost软开关电路。在Boost主开关两端并联一个由有源辅助开关和关断缓冲吸收电容组成的有源缓冲吸收支路，：Boost的主开关管可以实现零电流导通和零电压关断，二极管的反向恢复电流带来的能量损耗能够大大减少。并且，在整个开关周期期间，附加的辅助开关管都是零电压开关。最后，设计试制了一台1．2kW实验样机。结果表明，该电路的所有功率器件均实现了软开关。     

Research on Combined Multilevel Converter Topologies

提出了以减少多电平变换器中筘位器件的数量为目的的拓扑生成原则,并基于该原则,研究了适用于中压场合的2类新型多电平拓扑。其中一类是通过组合传统的二极管箝位型或飞跨电容型拓扑与两电平桥臂得到的组合型拓扑;另一类是飞跨电容型拓扑的新型组合策略,它考虑了开关管数量和电容电压平衡之间的折衷。这2类新型拓扑都能以较少的器件输出较多的电平数,因此提高了系统可靠性,降低了成本。但是这2类拓扑的缺点是,某些器件需要承受大于1倍的单个电平电压,所以它们更适合于中压高性能的应用场合。仿真和实验结果验证了新型拓扑的有效性。     

基于UCC3895的移相全桥软开关升压变换器设计

研究了一种新型的高频DC/DC开关功率变换器,采用单电压环移相PWM控制,在比较低的变压器匝比条件与较大的负载范围内实现了开关器件的零电压软开关(ZVS)。最后给出了实验结果和几个主要波形,并做出了详细的说明。     

基于DQ变换的三相PWM整流器控制方案

在传统的电压型整流器三相高频数学模型的基础上,采用DQ坐标变化对其模型进行了改进.根据此模型提出了相应的控制方案,并设计了相应的控制参数.采用SABER仿真工具对选择的控制参数进行了仿真,并给出了仿真结果.最后使用TM320F2812 DSP完成了硬件试验,得到了试验波形.     

电动汽车IGBT芯片技术综述和展望

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为电动汽车动力总成系统的核心器件,直接决定了电动汽车的安全性和可靠性。芯片结构是决定IGBT芯片性能的关键因素。因此,芯片本体的优化设计是提高电动汽车牵引逆变器功率密度、运行效率和工况适应性的基础。围绕电动汽车IGBT芯片电流密度提升和功率损耗降低方面的国内外研究,分类探讨沟槽栅技术、屏蔽栅结构、载流子存储层、超级结和逆导技术等关键技术的最新进展;梳理了IGBT芯片在高压/高温等复杂工况下的可靠性提升技术,特别是对缓冲层和终端结构的优化设计进行了总结和归纳。此外,还着重探讨了IGBT器件的多功能一体化集成技术,包括片上集成温度/电流等传感器技术和模块内部集成无损缓冲电路等。在此基础上,结合电动汽车的发展趋势,展望了电动汽车IGBT芯片技术的未来研究方向。     

基于换流–短路双回路解耦的SiC MOSFET功率器件抗短路封装构型设计EI北大核心CSCD

由于栅极氧化层可靠性差、短路电流密度大以及短路结温上升速率高,SiC MOSFET功率器件的短路耐受能力较弱,制约着其在电能变换领域的广泛应用。在此背景下,为了提升SiC MOSFET功率器件的短路耐受能力,文中基于换流–短路双回路解耦的思想,设计出具有抗短路能力的SiC MOSFET功率器件封装构型。该构型将半桥中的两个换流回路在功率器件内部解耦,两换流回路的中点各自连接一个交流功率端子(AC+、AC-)。与现有半桥封装构型相比,抗短路构型功率器件的换流电流路径和换流电感Lσ不变,而当发生桥臂直通短路故障时,短路电流因需要额外流经AC+和AC-交流功率端子而延长了短路路径,同时DC功率端子与AC功率端子之间的互感进一步增大了短路回路电感Lsc。基于34mm封装构型设计制造具有抗短路极限工况能力的650V/162A SiC MOSFET功率器件,其短路故障回路电感达到了115nH,是正常换流回路电感的3.6倍;并且,通过短路实验验证所设计的构型相比于现有设计,短路电流峰值降低了20.07%,发热功率降低了21.41%,短路过程中的总发热量降低了30.04%,验证了所设计封装构型具有一定的抗短路性能。     

高压非穿通P-i-N二极管等离子体抽取渡越振荡集总电路模型及封装抑制方法研究EI北大核心CSCD

高压非穿通P-i-N二极管反向恢复阶段产生等离子抽取渡越时间(plasma extraction transit time,PETT)振荡,对功率模块的驱动电路和设备EMC性能造成严重干扰。文中根据二极管PETT振荡阶段载流子运行特征将器件内部分为等离子区、漂移区和无源区3个区域并将各区域等效成电阻、电感和电容等集总电路参数,利用二极管等效电路与外围电路参数构建了PETT振荡集总电路模型。该模型可计算得到振荡阶段回路各阻抗的动态变化,复现PETT振荡失稳–自稳振荡现象。该集总电路模型表明PETT振荡出现根本原因是回路出现负阻,而负阻出现的原因是空穴渡越角位于π~2π之间,基于该模型解析得到回路寄生电感的优化范围,通过优化封装布局的方式可将空穴渡越角移出负阻出现的区间。最后,在模块内部通过优化绑定线布局将回路寄生电感调整至优化范围内,从而避免回路负阻以抑制PETT振荡的出现,实验证明了该封装抑制方法的有效性。