碳化硅功率器件在交流伺服驱动器中的应用研究
发布时间：2021-06-09 21:21
随着社会的不断发展进步,工业、民用以及军工等应用领域自动化水平的日益提高,对以永磁同步电机为控制对象的交流伺服驱动系统的需求日益增长。一些领域诸如电动汽车、机器人、医疗器械、数控设备等,在对交流伺服系统性能日益提出更高要求的同时,对交流伺服系统的功率密度、体积、效率、以及环境温度耐受能力等也逐渐提出具体要求。鉴于此,本文对新型SiC MOSFET功率器件在交流伺服驱动器中的应用技术进行了研究,分析了SiC MOSFET相比Si IGBT的优良性能,研究了SiC MOSFET的应用对于提高交流伺服驱动器功率密度及其伺服性能的可行性,为交流伺服驱动器的工程设计提供理论依据和实践指导。首先分析了SiC MOSFET的结构特点及其动、静态特性;进一步分析了SiC MOSFET的开关过程,并讨论了寄生电容对开关过程的影响;给出了SiC MOSFET的三种稳态工作状态,指出SiC MOSFET功率器件相比Si IGBT功率器件具有更小的导通电阻、更低的阈值电压和更快的开关速度。分析了交流伺服驱动器主回路逆变电路的各个桥臂功率器件的开关及导通过程,在此基础上分析了逆变电路的损耗组成,给出了功率器件损...
【文章来源】：冶金自动化研究设计院北京市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SiCMOSFET的器件符号和元胞结构示意图
（a）C2M0080120D 输出特性 图 2-2 SiC MOSFET 与 从图 2-2（b）可见 SiIGBT 的输出特性在SiC MOSFET 由于其较小的跨导值，在栅极较大的变化，栅极电压对漏极电流上升速度够有效导通，SiC MOSFET 驱动电压要比常b) 转移特性图 2-3 所示为 SiC MOSFET 和 Si IGBT移特性上，SiCMOSFET 的与 IGBT 有很大区8.5V 时，集电极电流具有负温度系数，而 S才可能表现负温度系数，其驱动电压在正温因电流的冲击发热增多，其温度短暂上升，从
VGS(V)Gate-Emi 的转移特性(SiC MOSFET) （b）SKW15N120 的 2-3 SiC MOSFET 和 IGBT 的转移特性曲线图功率元器件导通电阻的主要来源，导通电阻的比 Si 材料，SiC 的高绝缘击穿场强使其能够件杂质浓度可以更高、漂移层可以更薄，从而理论上，在相同的耐压条件，SiC 的漂移层的一，目前，SiC 器件已能够以很低的导通电阻iC 和 Si 材料器件在不同耐压等级下通态电阻等级下，SiC 材料器件的导通电阻远小于 S 器件仍保持较低的导通电阻。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅MOSFET反向导通特性建模研究[J]. 周志达,葛琼璇,赵鲁,杨博. 电工电能新技术. 2018(10)
[2]第三代半导体带来的机遇与挑战[J]. 林佳,黄浩生. 集成电路应用. 2017(12)
[3]SiC MOSFET短路保护电路研究[J]. 武晶晶,郭希铮,李志坚,郑建朋. 电力电子技术. 2017(09)
[4]SiC MOSFET驱动电路设计与实验分析[J]. 邹世凯,胡冬青,黄仁发,崔志行,梁永生. 电气传动. 2017(09)
[5]SiC MOSFET晶体管会是下一个器件领跑者[J]. 半导体信息. 2017(04)
[6]槽型SiC MPS二极管的优化设计[J]. 何清源,廖天,张凯,罗小蓉,方健,王嘉铭,杨霏. 智能电网. 2017(08)
[7]高开关频率SiC逆变器的控制程序执行时间优化[J]. 何国林,国敬,范涛,温旭辉. 微电机. 2017(03)
[8]SiC MOSFET静态性能及参数温度依赖性的实验分析及与Si IGBT的对比[J]. 马青,冉立,胡博容,曾正,刘清阳. 电源学报. 2016(06)
[9]SiC MOSFET特性及其应用的关键技术分析[J]. 张斌锋,许津铭,钱强,张曌,谢少军. 电源学报. 2016(04)
[10]永磁同步电机伺服系统电流环控制技术综述[J]. 黄玉平,郑再平,仲悦,吴红星. 微电机. 2015(04)
博士论文
[1]新型碳化硅功率二极管的研究[D]. 任娜.浙江大学 2015
本文编号：3221336
【文章来源】：冶金自动化研究设计院北京市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SiCMOSFET的器件符号和元胞结构示意图
（a）C2M0080120D 输出特性 图 2-2 SiC MOSFET 与 从图 2-2（b）可见 SiIGBT 的输出特性在SiC MOSFET 由于其较小的跨导值，在栅极较大的变化，栅极电压对漏极电流上升速度够有效导通，SiC MOSFET 驱动电压要比常b) 转移特性图 2-3 所示为 SiC MOSFET 和 Si IGBT移特性上，SiCMOSFET 的与 IGBT 有很大区8.5V 时，集电极电流具有负温度系数，而 S才可能表现负温度系数，其驱动电压在正温因电流的冲击发热增多，其温度短暂上升，从
VGS(V)Gate-Emi 的转移特性(SiC MOSFET) （b）SKW15N120 的 2-3 SiC MOSFET 和 IGBT 的转移特性曲线图功率元器件导通电阻的主要来源，导通电阻的比 Si 材料，SiC 的高绝缘击穿场强使其能够件杂质浓度可以更高、漂移层可以更薄，从而理论上，在相同的耐压条件，SiC 的漂移层的一，目前，SiC 器件已能够以很低的导通电阻iC 和 Si 材料器件在不同耐压等级下通态电阻等级下，SiC 材料器件的导通电阻远小于 S 器件仍保持较低的导通电阻。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅MOSFET反向导通特性建模研究[J]. 周志达,葛琼璇,赵鲁,杨博. 电工电能新技术. 2018(10)
[2]第三代半导体带来的机遇与挑战[J]. 林佳,黄浩生. 集成电路应用. 2017(12)
[3]SiC MOSFET短路保护电路研究[J]. 武晶晶,郭希铮,李志坚,郑建朋. 电力电子技术. 2017(09)
[4]SiC MOSFET驱动电路设计与实验分析[J]. 邹世凯,胡冬青,黄仁发,崔志行,梁永生. 电气传动. 2017(09)
[5]SiC MOSFET晶体管会是下一个器件领跑者[J]. 半导体信息. 2017(04)
[6]槽型SiC MPS二极管的优化设计[J]. 何清源,廖天,张凯,罗小蓉,方健,王嘉铭,杨霏. 智能电网. 2017(08)
[7]高开关频率SiC逆变器的控制程序执行时间优化[J]. 何国林,国敬,范涛,温旭辉. 微电机. 2017(03)
[8]SiC MOSFET静态性能及参数温度依赖性的实验分析及与Si IGBT的对比[J]. 马青,冉立,胡博容,曾正,刘清阳. 电源学报. 2016(06)
[9]SiC MOSFET特性及其应用的关键技术分析[J]. 张斌锋,许津铭,钱强,张曌,谢少军. 电源学报. 2016(04)
[10]永磁同步电机伺服系统电流环控制技术综述[J]. 黄玉平,郑再平,仲悦,吴红星. 微电机. 2015(04)
博士论文
[1]新型碳化硅功率二极管的研究[D]. 任娜.浙江大学 2015
本文编号：3221336
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3221336.html
