电动汽车碳化硅逆变器设计

发布时间：2021-11-28 21:15

　　碳化硅（Silicon Carbide,SiC）功率器件具有优越的性能,将SiC功率器件应用于电动汽车逆变器内,能够显著减少逆变器的重量、体积和成本,提高电动汽车逆变器效率及性能。本文基于SiC MOSFET设计制作了一款高效高功率密度电动汽车逆变器,主要研究内容有SiC逆变器关键部件的选型计算、直流母线设计、水冷散热器设计等三个方面。本文首先明确逆变器功率等级、功率密度、峰值效率等重要性能指标;根据功率等级选取五款符合要求的SiC功率模块做损耗、结温升、驱动功率等多个维度的对比分析,确定了本文使用型号为CAS300M12BM2的SiC功率模块;基于直流母线电容作用的分析,对母线电容的类型、耐压值、容量等进行选择和计算;针对SiC MOSFET开关速度高的特性,进行驱动芯片选型和驱动电路设计。分析逆变器应用场合下SiC MOSFET开关振荡和关断电压过冲的产生机理,凸显了低寄生电感直流母线设计的重要性;通过对不同形式直流母线寄生电感大小的对比,确定本文逆变器直流母线的形式为叠层母排;然后推导外形尺寸与叠层母排寄生电感之间的关系,确定母排的关键外形尺寸;进一步利用ANSYS Q3D软件分... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SiC材料与Si材料特性对比

同容量SiC器件和Si器件所需散热器体积对比

SiC功率模块与Si功率模块体积对比

【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]IGBT开关瞬态的温度特性与电热仿真模型[J]. 唐勇,汪波,陈明.  电工技术学报. 2012(12)
[3]电力电子器件IGBT用水冷板式散热器热力性能的数值模拟[J]. 包明冬,马展,崔洪江,李明海.  内燃机车. 2012(05)
[4]基于ANSYS的大功率IGBT模块传热性能分析[J]. 方杰,常桂钦,彭勇殿,李继鲁,唐龙谷.  大功率变流技术. 2012(02)
[5]大功率变流器冷却技术及其进展[J]. 陈建业,吴文伟.  大功率变流技术. 2010(01)
[6]大容量电力电子装置中板式水冷散热器的优化设计[J]. 揭贵生,孙驰,汪光森,聂子玲,孟庆云.  机械工程学报. 2010(02)
[7]电动汽车用电机控制器的设计方法[J]. 徐性怡.  汽车与配件. 2010(02)
[8]双馈型风力发电变换器主回路杂散电感的影响和抑制[J]. 张亮,张东,蔡旭.  中国电机工程学报. 2009(36)
[9]大功率逆变电源IGBT关断电压尖峰抑制研究[J]. 柳彬,吴浩伟,孙朝晖,徐正喜.  舰船科学技术. 2009(12)
[10]Icepak在电子设备热设计中的应用[J]. 陈洁茹,朱敏波,齐颖.  电子机械工程. 2005(01)

博士论文
[1]中国能源价格、技术进步和碳排放关系研究[D]. 薛俊宁.山东大学 2015

硕士论文
[1]逆变器优化设计和同步控制[D]. 张安羊.浙江大学 2013
[2]功率变流器热损耗分析与冷却设计[D]. 曹威.北京交通大学 2012
[3]光伏并网逆变器效率优化研究[D]. 李敏.浙江大学 2011



本文编号：3525154