絕緣棚雙極型晶體管(Insulated Gated Bipolar Transistor,IGBT)是廣泛應(yīng)用于中到大功率電力電子設(shè)備中的一種電壓全控型功率半導(dǎo)體器件。它結(jié)合了電力晶體管(GTR)與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)的優(yōu)點(diǎn),具有開關(guān)頻率高、驅(qū)動電路簡單、輸入阻抗高、輸出阻抗低等優(yōu)點(diǎn)。大功率IGBT的可靠性應(yīng)用是各種電力電子變流裝置的基礎(chǔ),目前基于IGBT的大容量電力電子技術(shù)理論和應(yīng)用方面存在的主要問題包括:1)功率半導(dǎo)體器件開關(guān)特性認(rèn)識不夠;2)主電路的設(shè)計過于理想化和經(jīng)驗化;3)對器件和裝置的電磁過渡過程描述不清;4)對器件和裝置失效機(jī)理不清楚,且失效后難以故障排查。本文主要針對以上四個問題,對大功率電力電子變流裝置的電磁瞬態(tài)分析技術(shù)以及IGBT智能驅(qū)動技術(shù)開展研究,具體研究內(nèi)容為:從半導(dǎo)體物理機(jī)理層面對大功率IGBT和PiN二極管的基本結(jié)構(gòu)、電氣特性、安全工作區(qū)進(jìn)行了深入研究,并對科研工作中遇到的大功率IGBT的一些典型失效問題進(jìn)行了分析、歸納,揭示了大功率IGBT可靠性應(yīng)用的關(guān)鍵問題所在。針對大功率IGBT變流裝置中疊層母排雜散電感測量與建模方法開展研究。從...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 大功率IGBT開關(guān)機(jī)理研究現(xiàn)狀
    1.3 大功率疊層母排暫態(tài)分析及應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.4 大功率IGBT智能驅(qū)動研究現(xiàn)狀
    1.5 大功率IGBT保護(hù)和故障診斷研究現(xiàn)狀
    1.6 論文的主要內(nèi)容
2 IGBT模塊工作原理及失效機(jī)理
    2.1 引言
    2.2 IGBT的基本結(jié)構(gòu)與工作原理
    2.3 PiN二極管的結(jié)構(gòu)與開關(guān)特性
    2.4 IGBT模塊的安全工作區(qū)
    2.5 IGBT模塊失效機(jī)理
    2.6 本章小結(jié)
3 大功率疊層母排局部雜散電感測量及建模方法
    3.1 引言
    3.2 局部電感理論
    3.3 考慮空間瞬態(tài)場的局部電感測量方法
    3.4 大尺寸三電平逆變器疊層母排局部雜散電感建模與測量
    3.5 疊層母排非平衡并聯(lián)支路雜散電感分析與建模
    3.6 本章小結(jié)
4 背靠背三電平變流裝置共疊層母排電磁耦合分析
    4.1 引言
    4.2 母排結(jié)構(gòu)及等效電路
    4.3 三電平四象限換流模態(tài)
    4.4 開關(guān)暫態(tài)電磁耦合分析
    4.5 共疊層母排暫態(tài)過壓解耦方法
    4.6 本章小結(jié)
5 基于門極電壓調(diào)制的大功率IGBT智能驅(qū)動過壓抑制方法
    5.1 引言
    5.2 IGBT關(guān)斷暫態(tài)機(jī)理分析與建模
    5.3 IGBT門極電壓調(diào)制方法
    5.4 實(shí)驗與分析
    5.5 本章小結(jié)
6 基于門極電荷Q_g的大功率IGBT智能驅(qū)動故障診斷方法
    6.1 引言
    6.2 IGBT寄生電容分布
    6.3 IGBT開通門極電荷數(shù)學(xué)模型
    6.4 IGBT故障分析
    6.5 IGBT在線故障診斷策略
    6.6 實(shí)驗與分析
    6.7 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 IGBT智能驅(qū)動電路
附錄2 PCB羅氏線圈設(shè)計方法
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3913694