大电流IGBT模块开关不良特性分析与改进方法研究

发布时间：2019-11-21 20:04

【摘要】：随着大规模新能源接入的快速发展,人类对于环境、供电质量要求的日益提高,以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的新一代高压大功率电力电子器件及其新一代换流技术成为未来高压大功率电力电子技术的重要发展方向。而IGBT换流阀模块是组成电压源换流器的基本单元,因此,为了研发性能更优的新一代电力电子技术与装置,需要对IGBT换流阀模块进行研究。在IGBT换流阀模块的应用中,大电流IGBT换流阀模块,其开关过程中的不良特性的不利影响将变得尤其突出,这些不良特性主要包括因串联应用时需要的吸收回路、续流用二极管、模块内部的杂散电感电容造成的开关过程电压电流过冲与损耗;严重的过压过流现象使IGBT超过安全工作区运行,进而导致IGBT损坏。对于上面所指出的这些问题,本文进行了以下的工作:分析和总结了IGBT模块的特性及开关过程,包括静态、动态特征,栅极电荷效应,对IGBT的擎住效应和安全工作区的概念进行了汇总。介绍了构成大电流IGBT换流阀模块中普遍存在的杂散参数和必要的相关附属电路。针对大电流IGBT换流阀模块开关过程的影响因素的产生与影响机理进行了详细的理论分析,在saber中搭建大电流IGBT换流阀模块的仿真模型,对各个因素具体的影响效果进行了仿真实验,说明了这些大电流IGBT换流阀模块开关过程的不良影响和严重危害。给出了一种针对大电流IGBT开关不良特性的优化参考波形的有源电压控制改进方法,并进行了saber仿真实验,最后进行了实验验证。仿真与实验结果表明该方法实现了在不过大增加开关损耗的情况下,可有效降低大电流IGBT换流阀模块开关电压电流过冲的影响。
【图文】：

华北电力大学硕士学位论文BT 的集电极和发射极的时候有着三条不同的电极达发射极的双极晶体管的 PNP 晶体管通路三层结构。第二条是电流从集电极到达发射极的N-层与 MOS 栅的 N 沟道这三层结构，最后，射极的晶闸管通路，经过了 P+层、N+N-层与 M由于这三个通路是并联关系，所以可将 IGBT

图 2-2 IGBT 等效电路的 PNP 晶体管和 IGBT 器件中的 MOS 栅结闸管的触发导通会危害 IGBT 的正常安全不想看到的[22]。若不考虑寄生 NPN 晶体道 MOSFET 与 PNP 晶体管构成的达林顿
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN322.8

【参考文献】

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本文编号：2564146