用于压接式IGBT模块的PCB罗氏线圈电流互感器的研究

发布时间：2020-08-04 10:30

【摘要】：我国能源分布与用电需求不均衡的国情决定了直流输电技术成为提高能源利用率最有效的手段之一。高压直流输电(HVDC)对压接式IGBT等功率半导体器件提出了更高的要求,为了获得更大的通流能力,通常将多个IGBT模块并联。制造过程中不可避免的误差会造成IGBT器件本身参数不一致,加之栅极单元的传播延迟时间与并联支路存在的杂散电感,会导致IGBT并联电流分布不均衡,降低整个系统的稳定性。因此,测量压接式IGBT模块内电流的均衡度对实现其可靠性研究具有重要意义。首先,本文介绍了 IGBT并联均流技术和集成电力电子模块电流测量技术的研究现状,结合本文的研究对象——Westcode公司4.5kV/1.2kA压接式IGBT器件的凸台布局及器件开关电流的特点,对罗氏线圈的发展作了重点论述。其次,阐述了传统罗氏线圈的工作原理,通过对比不同结构形式的罗氏线圈,设计了 PCB罗氏线圈作为电流的采样元件。在介绍罗氏线圈的集总参数模型的基础上,分析了罗氏线圈在自积分和微分这两种不同工作状态下的频率特性。结合PCB罗氏线圈的应用场合,对影响其测量准确度的因素进行仿真分析。为了实现对罗氏线圈的微分信号的积分,本文对基于不同积分算法的数字积分器和不同类型的模拟积分器进行对比,最终设计了无源积分电路与有源积分电路相结合的积分电路方案,并进行优化。最后,利用阻抗分析仪测量了 PCB罗氏线圈的电磁参数,结合PSpice软件搭建集总参数等效电路模型分析了罗氏线圈的频率特性,设计了简单的传变实验验证PCB罗氏线圈的微分工作方式;在PSpice软件中搭建PCB罗氏线圈电流互感器的整体模型,进行交流分析和瞬态分析,通过对标准雷电流的测量证明所设计的电流互感器的性能,为研究压接式IGBT的可靠性奠定基础。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM452
【图文】：

图１－３有源栅极控制典型框图逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｙｐｉｃａｌ邋ｂｌｏｃｋ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ａｃｔｉｖｅ邋ｇａｔｅ邋ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑

图１－５电流传感器接线图逡逑Ｆｉ．邋１－５邋Ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｓｅｎｓｏｒ邋ｗｉｒｉｎｄｉａｒａｍ逡逑

图１－６简单开环电流传感器原理逡逑－－

【参考文献】

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本文编号：2780421