大功率IGBT模块宽频等效电路模型研究
发布时间：2021-10-16 16:13
功率半导体器件是电力电子领域的重要元器件,是实现强电与弱电之间转换的桥梁,在新能源利用、电动汽车、高铁等领域均有广阔的应用前景。绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,简称IGBT）作为一种迅速发展的新型功率半导体器件,集MOSFET与BJT的优点于一身。IGBT既具有MOSFET的高速开关特性和栅控特性,又具有BJT的低饱和压降特性和大电流导通能力,是比较理想的功率半导体器件。然而IGBT模块工作在高频状态下的开关过程中将产生很高的dv/dt和di/dt,会引发较强的电磁干扰,不仅危害IGBT装置本身,也会影响同一电磁环境中负载设备的正常工作。为了更精确的描述IGBT模块的动态特性,需对开关过程中产生电磁骚扰进行准确的预测,基于此,本文主要研究IGBT宽频等效电路的构建方法。首先,分析了IGBT模块的结构与工作原理,建立了IGBT开关过程等效电路模型,并对IGBT的开关波形进行分时段的详细分析,由于各个时段的波形斜率差异较大,常规低频模型并不能精确的描述IGBT这一动态特性,因此有必要建立IGBT宽频模型,并对提取寄生参数与宽频扩展两个...
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Multisim提取寄生参数仿真电路
图 3-8 精密阻抗分析仪实际测量图）实验结果验以 SKM300GB12T4 商用大功率 IGBT 模块作为研究对象，依据本文提取该模块的寄生参数。首先，选择端子和 5 进行参数提取。图 3-9 3 和 4，端子 3 和 5 以及端子 4 和 5 的幅频特性曲线。（a）端子 3 和 4 的幅频特性曲线 （b）端子 3 和 5 的幅频特性0k 1M 10M 100M频率 (Hz)100k 1M 10M -505101520253035404550幅值(dB)频率 (Hz)
变压器、功率 MOSFET、功率二极管、传输电缆等进行定制建模，其中建模信息主要来源于器件手册和器件实验数据，且不考虑 CE 端极间电容的变化，采用单斜率匹配法。图 4-10 为 IGBT 自建模模型图，图 4-11 为 Saber 中的自建模模型仿真电路图。RgCCGCGECCECGE图 4-10 IGBT 自建模模型图图 4-11 Saber 中自建模模型仿真电路图图 4-12 为 Saber 中 IGBT 宽频扩展仿真模型，在此器件模型中，使用脉冲源控制开关来控制投切电容的时间，用以模拟 IGBT 开关过程中 CE 端电容的变化情况，并将该模型置于仿真电路图 4-13 中。在图 4-12 中，igbt1 用以模拟图 3-14 中的二极管并联电
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NIF的IGBT宽频电路快速建模方法[J]. 郑陈达. 电力电子技术. 2017(05)
[2]基于IGBT开关过程的变流器杂散电感分析方法[J]. 肖文静,唐健,代同振. 电源学报. 2017(03)
[3]键合线失效对于IGBT模块性能的影响分析[J]. 王春雷,郑利兵,方化潮,韩立. 电工技术学报. 2014(S1)
[4]基于开关瞬态过程分析的母排杂散电感提取方法研究[J]. 冯高辉,袁立强,赵争鸣,赵锦成,鲁挺. 中国电机工程学报. 2014(36)
[5]电动汽车用IGBT及逆变器的电磁兼容性分析[J]. 郭彦杰,王丽芳,廖承林. 高电压技术. 2014(06)
[6]大功率三电平逆变器开关动态特性在线测试方法研究[J]. 何湘宁,杨兵建,吴岩松,吴建德,邓焰. 中国电机工程学报. 2012(24)
[7]场终止型绝缘栅双极型晶体管的开关瞬态模型[J]. 唐勇,陈明,汪波,凌晨. 中国电机工程学报. 2011(30)
[8]基于三维热电耦合有限元模型的IGBT失效形式温度特性研究[J]. 郑利兵,韩立,刘钧,温旭辉. 电工技术学报. 2011(07)
[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)
[10]IGBT关断瞬态电压尖峰影响及抑制[J]. 汪波,胡安,陈明,唐勇. 半导体技术. 2011(07)
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]电动汽车电机驱动系统功率回路电磁干扰及抑制研究[D]. 董明承.北京理工大学 2015
[2]大功率IGBT建模与瞬态分析研究[D]. 茹意.北方工业大学 2010
本文编号：3440115
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Multisim提取寄生参数仿真电路
图 3-8 精密阻抗分析仪实际测量图）实验结果验以 SKM300GB12T4 商用大功率 IGBT 模块作为研究对象，依据本文提取该模块的寄生参数。首先，选择端子和 5 进行参数提取。图 3-9 3 和 4，端子 3 和 5 以及端子 4 和 5 的幅频特性曲线。（a）端子 3 和 4 的幅频特性曲线 （b）端子 3 和 5 的幅频特性0k 1M 10M 100M频率 (Hz)100k 1M 10M -505101520253035404550幅值(dB)频率 (Hz)
变压器、功率 MOSFET、功率二极管、传输电缆等进行定制建模，其中建模信息主要来源于器件手册和器件实验数据，且不考虑 CE 端极间电容的变化，采用单斜率匹配法。图 4-10 为 IGBT 自建模模型图，图 4-11 为 Saber 中的自建模模型仿真电路图。RgCCGCGECCECGE图 4-10 IGBT 自建模模型图图 4-11 Saber 中自建模模型仿真电路图图 4-12 为 Saber 中 IGBT 宽频扩展仿真模型，在此器件模型中，使用脉冲源控制开关来控制投切电容的时间，用以模拟 IGBT 开关过程中 CE 端电容的变化情况，并将该模型置于仿真电路图 4-13 中。在图 4-12 中，igbt1 用以模拟图 3-14 中的二极管并联电
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NIF的IGBT宽频电路快速建模方法[J]. 郑陈达. 电力电子技术. 2017(05)
[2]基于IGBT开关过程的变流器杂散电感分析方法[J]. 肖文静,唐健,代同振. 电源学报. 2017(03)
[3]键合线失效对于IGBT模块性能的影响分析[J]. 王春雷,郑利兵,方化潮,韩立. 电工技术学报. 2014(S1)
[4]基于开关瞬态过程分析的母排杂散电感提取方法研究[J]. 冯高辉,袁立强,赵争鸣,赵锦成,鲁挺. 中国电机工程学报. 2014(36)
[5]电动汽车用IGBT及逆变器的电磁兼容性分析[J]. 郭彦杰,王丽芳,廖承林. 高电压技术. 2014(06)
[6]大功率三电平逆变器开关动态特性在线测试方法研究[J]. 何湘宁,杨兵建,吴岩松,吴建德,邓焰. 中国电机工程学报. 2012(24)
[7]场终止型绝缘栅双极型晶体管的开关瞬态模型[J]. 唐勇,陈明,汪波,凌晨. 中国电机工程学报. 2011(30)
[8]基于三维热电耦合有限元模型的IGBT失效形式温度特性研究[J]. 郑利兵,韩立,刘钧,温旭辉. 电工技术学报. 2011(07)
[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)
[10]IGBT关断瞬态电压尖峰影响及抑制[J]. 汪波,胡安,陈明,唐勇. 半导体技术. 2011(07)
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]电动汽车电机驱动系统功率回路电磁干扰及抑制研究[D]. 董明承.北京理工大学 2015
[2]大功率IGBT建模与瞬态分析研究[D]. 茹意.北方工业大学 2010
本文编号：3440115
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