高压直流断路器组件内IGBT关断瞬态电压过冲的关键影响参数

发布时间：2021-02-14 00:13

　　基于绝缘栅双极晶体管（insulated gate bipolar transistor, IGBT）的全控型混合式高压直流断路器是多端柔性高压直流输电工程的关键设备,其半导体组件内IGBT关断瞬态电压过冲是工程中需重点关注的问题,该文以典型的IGBT全桥拓扑结构的半导体组件为例,研究了半导体组件内部的母排杂散电感对IGBT关断瞬态电压过冲的影响,揭示了母排杂散电感对IGBT关断瞬态电压过冲的影响机理,获得了IGBT关断瞬态电压过冲关于组件内不同母排中杂散电感的灵敏度;在研究高压直流断路器中IGBT关断机理的基础上获得了包括IGBT器件本身的物理特性参数在内的影响关断瞬态电压过冲的关键参数及其影响规律,最后通过试验验证了理论分析的正确性。研究结果表明:组件内电容支路杂散电感对IGBT关断瞬态电压影响最大,其应作为重点优化对象;除杂散电感外,IGBT的栅极氧化层电容、关断过程集射极电压快速上升时对应的拐点电压以及栅极驱动电阻为影响IGBT关断瞬态电压的关键参数,且均与关断瞬态电压呈负相关性。该研究结论可为半导体组件内部杂散电感的控制、栅极驱动电阻的选择以及IGBT器件的选型或定制提供指导... 

【文章来源】：高电压技术. 2020,46(08)北大核心

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
0 引言
1 杂散电感对IGBT关断瞬态电压过冲的影响
    1.1 杂散电感对IGBT关断瞬态电压过冲的影响机理
    1.2 IGBT关断瞬态电压过冲关于组件内不同位置连接母排杂散电感的灵敏度分析
2 半导体组件内IGBT关断瞬态电压过冲的关键影响参数及影响规律
    2.1 高压直流断路器应用工况下IGBT关断机理
    2.2 IGBT关断瞬态电压过冲的关键影响参数及影响规律
3 关键参数对IGBT关断瞬态电压过冲的影响验证
    3.1 驱动电阻对关断瞬态电压过冲的影响验证
    3.2 IGBT器件参数对关断瞬态电压过冲的影响验证
        3.2.1 IGBT器件参数的提取方法
        3.2.2 IGBT器件参数对关断瞬态电压过冲的影响验证
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
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[2]张北500 kV直流电网关键技术与设备研究[J]. 汤广福,王高勇,贺之渊,庞辉,周啸,单云海,李强.  高电压技术. 2018(07)
[3]IGBT串联阀混合式高压直流断路器分断应力分析[J]. 丁骁,汤广福,韩民晓,高冲,王高勇.  中国电机工程学报. 2018(06)
[4]中高压直流开断技术[J]. 吴翊,荣命哲,钟建英,杨飞,吴益飞,韩桂全.  高电压技术. 2018(02)
[5]适用于直流开断的IGCT串联均压技术[J]. 屈鲁,张翔宇,陈政宇,余占清,曾嵘.  高电压技术. 2018(02)
[6]高压直流断路器在舟山柔直工程中的应用[J]. 裘鹏,黄晓明,王一,陆翌,陈骞,许烽.  高电压技术. 2018(02)
[7]大容量电力电子装置中母排杂散电感提取方法的优化研究[J]. 金祝锋,李威辰,胡斯登,张志学,何湘宁.  电工技术学报. 2017(14)
[8]柔性直流电网用混合式高压直流断路器特征参数提取及应用[J]. 丁骁,汤广福,韩民晓,高冲,王高勇.  中国电机工程学报. 2018(01)
[9]基于开关瞬态过程分析的大容量变换器杂散参数抽取方法[J]. 陈材,裴雪军,陈宇,汪洪亮,康勇.  中国电机工程学报. 2011(21)

博士论文
[1]中高压功率IGBT模块开关特性测试及建模[D]. 陈娜.浙江大学 2012

硕士论文
[1]模块化多电平换流器子模块宽频建模及其瞬态特性研究[D]. 沈致远.华北电力大学(北京) 2017



本文编号：3032801