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基于隧道磁电阻的IGBT模块短路及过流保护的研究

发布时间:2024-03-03 15:30
  作为中高压电能变换领域应用最广泛的功率半导体器件,IGBT在电力系统、轨道交通、国防军工、航空航天等领域有着广泛应用。根据工业界数据,在此类设备中,IGBT等功率器件是故障率最高的组件,为提高基于IGBT的设备的可靠性,针对IGBT的快速可靠的故障保护是关键技术之一。本文提出了一种基于新型电流传感器——隧道磁电阻(Tunnel Magnetoresistance,TMR)传感器的短路及过流保护方法。TMR的电阻值会随着磁感应强度的变化而变化,若将其组成桥式电路可用于电流测量。在本文中,首先采用环形TMR传感器测量流经IGBT模块的电流,并将该电流与阈值相比较以实现短路及过流保护。搭建基于1200V/200A IGBT模块的实验样机测试TMR传感器,结果表明TMR传感器具有良好的测量精度。阈值为120A的过流故障检测时间为604ns。TMR测得的电流还被用来估计直流母线电容量,最大估计误差为0.26%。将TMR传感器被集成到IGBT模块内部以扩展其应用场景。分别基于理论计算和有限元仿真提出了寻找TMR传感器在IGBT模块内最优安装位置的方法,并采用了一种差分结构的TMR传感器以削弱邻近磁...

【文章页数】:71 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

图1-1IGBT的应用领域

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图1-3短路故障的分类[7]

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图1-4退饱和保护的典型电路

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图1-5基于检测门极驱动的

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本文编号:3917992

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