在中高壓功率變換領(lǐng)域,IGBT功率開關(guān)器件由于其良好的工作特性被廣泛應(yīng)用。但單個IGBT的電壓、電流容量有限,往往不能滿足HVDC等高壓大功率電力電子設(shè)備的應(yīng)用需求。多個IGBT直接串聯(lián)工作是實現(xiàn)高壓大功率變換的有效途徑之一,而串聯(lián)IGBT之間的動態(tài)均壓是實現(xiàn)其安全可靠工作的關(guān)鍵,有必要深入研究。首先研究了 IGBT簡化解析模型及關(guān)鍵參數(shù)提取方法,為串聯(lián)IGBT均壓研究建立了基礎(chǔ)。提出了一種綜合運用等效電路、載流子特性分布分析和實驗觀測建立FS-IGBT模型的方法,建立了其關(guān)斷過程的簡化解析模型。將IGBT的關(guān)斷過程分為五個階段,著重研究并提出了其中兩個復(fù)雜階段的等效模型:階段III--集-射電壓快速建立階段,器件等效模型為門極電壓線性下降;階段IV--漏極電流快速下降階段,器件等效模型為一個表征了總基極電荷和載流子壽命的電流源和一個表征了位移電流和載流子重新分布電流的可變電容相并聯(lián)構(gòu)成的子電路。所建立的模型,關(guān)斷過程的每一個階段均由IGBT電壓和電流的顯式閉合表達式描述,避免了求解半導(dǎo)體物理模型中的復(fù)雜微分方程,大大降低了模型的計算負擔(dān)。在分析IGBT內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１基于ＩＧＢＴ串聯(lián)組件的三＿全橋逆變器??

＾?Ｏｉｌ?／?Ｙ??機?Ｑ?二?率Ｉ、＆??〒〒噴?嘩ｌＱｌ３??圖１．１基于ＩＧＢＴ串聯(lián)組件的三＿全橋逆變器??雖然將ＩＧＢＴ直接串聯(lián)的方式很簡單，但是如果各串＿聯(lián)器件之間出現(xiàn)電壓不均衡，就會直??接導(dǎo)致器件過壓失效，而且引起ＩＧＢＴ不均壓的因素有很多。ＩＧＢＴ器件的工作狀態(tài)可以分為動??態(tài)愛斷過程和開通過程）和穩(wěn)態(tài)（關(guān)斷穩(wěn)態(tài)：和開通．穩(wěn)態(tài)）。其中，費關(guān)斷穩(wěn)態(tài)和開通穩(wěn)態(tài)中＞??ＩＧＢＴ電ｇ基本保持不變，而在開通過程和關(guān)斷過程中，ＩＧＢＴ兩端的電壓會快速變化。在不同??工作狀態(tài)中，影響串聯(lián)工作ＩＧＢＴ電揮分配的因素有很大區(qū)別。串聯(lián)不均壓因素哥以歸納如圖??１．２所示？＂２６１，?ＩＧＢＴ串聯(lián)不均壓因素可以分為穩(wěn)態(tài)不均素和動態(tài)不均素。穩(wěn)態(tài)裡素主??要指關(guān)斷穩(wěn)態(tài)時ＩＧＢＴ的漏電流，動態(tài)因素包括ＩＧＢＴ器件內(nèi)部參數(shù)和外部電路參數(shù)器件內(nèi)??部參數(shù)包括拖尾電流、閥值電壓、門極電容和其他器件工藝參數(shù)

文獻［６６］將三電乎變換器進行了拓撲優(yōu)化，引入大功率ＩＧＢＴ串聯(lián)技術(shù)，將高頻開關(guān)的橋臂??夕卜管使用串聯(lián)ＩＧＢＴ代替，減小了功率器件的開關(guān)損耗，進而提高變換器開關(guān)頻率，減小濾波??器尺寸，這種串聯(lián)混含三電平拓撲方案如圖１．４所示。??ＱａＵｊＳ?ＱｂｌｌｊＳ?ＱｃｌｌＪＫ＾??Ｑ〇１２ｊ＾??１�。�?Ｄａｉ２Ｄｂｉ２ＪＱｂ２ｊ＾ＪＤｃｌ２＾Ｑ〇２ｊ＾???Ｌ±ｒｍ－ｈ＾—??－－?？???Ｖｄ？??Ｉ???—??°ｂ＾?Ｓ?Ｑｂ３ｊ?Ｄ〇２Ｚ?ｉ?Ｑ〇３ｊ＾??ＺＺ?Ｑａ４１ｊＫｊ?Ｑｂ４１ｊ＾Ｊ??Ｑａ４２ｊＫ＾；?Ｑｆａ４５ｊＫ＾?Ｑ＝？ｊＫ＾??圖１．４串聯(lián)混合三電平逆：變器拓撲??模塊級聯(lián)多電平變換器是由多個全橋單元或者半橋單元直接串聯(lián)而成，每個單元具有分立??的直流電擇：。將串聯(lián)的多個單元的輸出電厓直接疊加，可以提高變換器的總體輸出電擇崤值。??一般模塊級聯(lián)多電平變換器與裔壓交流電網(wǎng)對接時，每個單元的４流側(cè)弁不需要額外的直流滬，??３??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]IGBT串聯(lián)模塊化的研究[D]. 梁昊.浙江大學(xué) 2012
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本文編號：3045222