SiC MOSFET开关行为及故障诊断研究
发布时间：2021-04-26 14:36
作为一种新型的宽禁带半导体材料,碳化硅（SiC）功率器件因其出色的物理及电特性正越来越受到电力电子行业的广泛关注。SiC MOSFET模块因其低导通电阻,高开关速率等性能优点,被认为是最有可能取代目前广泛应用的Si IGBT模块。本文采用rohm公司的bsm180d12p3c007-e SiC MOSFET模块,研究其开关行为特性及故障检测方法。SiC MOSFET高速开关过程对寄生参数非常敏感,所带来的高频振荡和过高尖峰,会给系统电磁兼容特性以及器件的安全运行带来不利影响。针对栅极驱动回路对器件开关行为的作用机理,本文分析了SiC MOSFET开关行为,讨论了发生高频振荡的原因,通过仿真和实验分析不同栅极电阻、栅极电容、驱动电压和杂散电感对SiC MOSFET开关行为的影响规律,为今后对SiC MOSFET可靠应用的研究提供支持。短路保护是SiC MOSFET可靠应用的必要方面,SiC MOSFET低短路耐受时间要求其具有更高的短路保护速率。本文通过分析驱动电压以及栅极电阻对短路电流的影响,提出一种抑制短路电流的抑制方法,同时设计一种PCB罗氏线圈及传感电路实现快速短路保护。仿真与实...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究课题背景及意义
1.2 SiCMOSFET的优势
1.3 SiCMOSFET模块发展水平
1.4 SiCMOSFET工业应用现状
1.5 SiCMOSFET应用挑战
1.6 本文研究内容
2 SiCMOSFET开关行为特性
2.1 SiCMOSFET电气特性参数
2.2 开关行为分析
2.3 高频振荡特性
2.4 开关行为特性仿真与实验
2.5 开关行为调控
2.6 本章小结
3 基于PCB罗氏线圈短路电流抑制与保护研究
3.1 SiCMOSFET短路原理
3.2 短路电流抑制方法
3.3 PCB罗氏线圈短路保护方法
3.4 短路抑制与保护实验
3.5 本章小结
4 基于栅极电荷检测的栅极故障自诊断研究
4.1 栅极故障原理
4.2 自诊断电路设计
4.3 栅极电荷影响因素
4.4 模拟栅极故障电路仿真
4.5 模拟栅极故障电路实验
4.6 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]IGBT型Crowbar保护电路仿真研究[J]. 杨睿琬,何志琴,周进,马文辉. 电测与仪表. 2017(15)
[2]用于精确预测SiC MOSFET开关特性的分析模型[J]. 梁美,郑琼林,李艳,巴腾飞. 电工技术学报. 2017(01)
[3]SiC器件在光伏逆变器中的应用与挑战[J]. 曾正,邵伟华,胡博容,陈昊,廖兴林,陈文锁,李辉,冉立. 中国电机工程学报. 2017(01)
[4]碳化硅MOSFET电热耦合模型及分析[J]. 吕秀婷,谭平安. 电源学报. 2016(06)
[5]SiC功率器件在并网光伏逆变器中的应用研究[J]. 谢敬仁,洪小聪,黄树焜,彭勇殿,常桂钦. 大功率变流技术. 2016(05)
[6]寄生参数对SiC MOSFET栅源极电压影响的研究[J]. 巴腾飞,李艳,梁美. 电工技术学报. 2016(13)
[7]SiC MOSFET栅极电容提取实验方法及影响因素研究[J]. 李辉,廖兴林,曾正,邵伟华,胡姚刚,肖洪伟,刘海涛. 中国电机工程学报. 2016(15)
[8]电动汽车充电负荷与调度控制策略综述[J]. 王锡凡,邵成成,王秀丽,杜超. 中国电机工程学报. 2013(01)
[9]碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望[J]. 盛况,郭清,张军明,钱照明. 中国电机工程学报. 2012(30)
[10]一种抗强干扰型双面对称布线PCB罗氏线圈[J]. 陶涛,赵治华,潘启军,唐健,张元峰. 电工技术学报. 2011(09)
博士论文
[1]PCB空心线圈电子式电流互感器的理论建模及设计实现[D]. 王程远.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]碳化硅MOSFET的特性研究[D]. 江芙蓉.浙江大学 2017
[2]10kV/200A大功率碳化硅MOSFET混合模块设计[D]. 肖强.浙江大学 2016
[3]1.2kV SiC MOSFET器件设计及可靠性研究[D]. 黄宇.东南大学 2015
[4]高压大电流碳化硅MOSFET串并联模块[D]. 程士东.浙江大学 2014
[5]两种新颖结构4H-SiC功率MOSFET的模拟与性能分析[D]. 李华超.西安电子科技大学 2013
[6]SiC垂直功率MOSFET的设计与特性仿真[D]. 张娟.西安电子科技大学 2008
本文编号：3161585
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究课题背景及意义
1.2 SiCMOSFET的优势
1.3 SiCMOSFET模块发展水平
1.4 SiCMOSFET工业应用现状
1.5 SiCMOSFET应用挑战
1.6 本文研究内容
2 SiCMOSFET开关行为特性
2.1 SiCMOSFET电气特性参数
2.2 开关行为分析
2.3 高频振荡特性
2.4 开关行为特性仿真与实验
2.5 开关行为调控
2.6 本章小结
3 基于PCB罗氏线圈短路电流抑制与保护研究
3.1 SiCMOSFET短路原理
3.2 短路电流抑制方法
3.3 PCB罗氏线圈短路保护方法
3.4 短路抑制与保护实验
3.5 本章小结
4 基于栅极电荷检测的栅极故障自诊断研究
4.1 栅极故障原理
4.2 自诊断电路设计
4.3 栅极电荷影响因素
4.4 模拟栅极故障电路仿真
4.5 模拟栅极故障电路实验
4.6 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]IGBT型Crowbar保护电路仿真研究[J]. 杨睿琬,何志琴,周进,马文辉. 电测与仪表. 2017(15)
[2]用于精确预测SiC MOSFET开关特性的分析模型[J]. 梁美,郑琼林,李艳,巴腾飞. 电工技术学报. 2017(01)
[3]SiC器件在光伏逆变器中的应用与挑战[J]. 曾正,邵伟华,胡博容,陈昊,廖兴林,陈文锁,李辉,冉立. 中国电机工程学报. 2017(01)
[4]碳化硅MOSFET电热耦合模型及分析[J]. 吕秀婷,谭平安. 电源学报. 2016(06)
[5]SiC功率器件在并网光伏逆变器中的应用研究[J]. 谢敬仁,洪小聪,黄树焜,彭勇殿,常桂钦. 大功率变流技术. 2016(05)
[6]寄生参数对SiC MOSFET栅源极电压影响的研究[J]. 巴腾飞,李艳,梁美. 电工技术学报. 2016(13)
[7]SiC MOSFET栅极电容提取实验方法及影响因素研究[J]. 李辉,廖兴林,曾正,邵伟华,胡姚刚,肖洪伟,刘海涛. 中国电机工程学报. 2016(15)
[8]电动汽车充电负荷与调度控制策略综述[J]. 王锡凡,邵成成,王秀丽,杜超. 中国电机工程学报. 2013(01)
[9]碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望[J]. 盛况,郭清,张军明,钱照明. 中国电机工程学报. 2012(30)
[10]一种抗强干扰型双面对称布线PCB罗氏线圈[J]. 陶涛,赵治华,潘启军,唐健,张元峰. 电工技术学报. 2011(09)
博士论文
[1]PCB空心线圈电子式电流互感器的理论建模及设计实现[D]. 王程远.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]碳化硅MOSFET的特性研究[D]. 江芙蓉.浙江大学 2017
[2]10kV/200A大功率碳化硅MOSFET混合模块设计[D]. 肖强.浙江大学 2016
[3]1.2kV SiC MOSFET器件设计及可靠性研究[D]. 黄宇.东南大学 2015
[4]高压大电流碳化硅MOSFET串并联模块[D]. 程士东.浙江大学 2014
[5]两种新颖结构4H-SiC功率MOSFET的模拟与性能分析[D]. 李华超.西安电子科技大学 2013
[6]SiC垂直功率MOSFET的设计与特性仿真[D]. 张娟.西安电子科技大学 2008
本文编号：3161585
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3161585.html
