本文關(guān)鍵詞：二極管鉗位IGBT串聯(lián)均壓技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,功率絕緣柵雙極晶體管(insulate gate bipolar transistor,IGBT)越來越廣泛應(yīng)用于電力電子和電力傳動領(lǐng)域。然而,單個IGBT器件的耐壓水平和功率容量受到了限制,通過IGBT串聯(lián)運行可以提高其耐壓,是實現(xiàn)高壓大功率電力電子變換器的一個重要方法。由于IGBT自身參數(shù)及外圍電路的參數(shù)都具有差異,且其開關(guān)動態(tài)過程短暫,因此串聯(lián)的各IGBT集電極和發(fā)射極兩端電壓VCE不均衡是一個必須解決的關(guān)鍵問題。首先,本文分析了IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理,并對IGBT串聯(lián)時電壓不均衡的影響因素等問題進(jìn)行了研究,分析了IGBT自身參數(shù)和驅(qū)動信號的不同與IGBT電壓不均衡之間關(guān)系。其次,利用電容和鉗位二極管對IGBT串聯(lián)均壓電路進(jìn)行推演,提出了一種新型二極管鉗位IGBT串聯(lián)均壓電路拓?fù)?對電路工作原理進(jìn)行了分析,并設(shè)計了回收能量的輔助電路。同時在考慮驅(qū)動脈沖延時等情況下,分析了電路均壓特性。建立了鉗位電路中各參數(shù)的選擇依據(jù)。另外,在前文的基礎(chǔ)上設(shè)計了IGBT串聯(lián)均壓單相逆變器,對其進(jìn)行了工作模態(tài)分析,并將拓?fù)渫卣?設(shè)計了IGBT串聯(lián)均壓三相逆變器,并采用空間矢量脈寬調(diào)制方法對其進(jìn)行控制。最后,根據(jù)理論研究和分析結(jié)果,搭建了IGBT串聯(lián)均壓三相逆變器實驗平臺,對所提出的二極管鉗位IGBT串聯(lián)均壓電路進(jìn)行了實驗研究,實驗結(jié)果證明,該電路能很好地抑制各IGBT兩端電壓VCE的不均衡,同時能有效限制住VCE,防止IGBT過壓,證明了這一均壓方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：IGBT 二極管鉗位 IGBT串聯(lián) 均壓 逆變器
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN322.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 IGBT串聯(lián)技術(shù)的背景和研究意義10-11
• 1.2 IGBT串聯(lián)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 緩沖電路均壓技術(shù)12
• 1.2.2 柵極驅(qū)動端均壓技術(shù)12-14
• 1.2.3 電壓鉗位均壓技術(shù)14-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排15-16
• 第2章 IGBT的開關(guān)特性和驅(qū)動原理16-28
• 2.1 IGBT的基本結(jié)構(gòu)和工作原理16-22
• 2.1.1 IGBT的基本結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 IGBT的靜態(tài)特性17
• 2.1.3 IGBT的動態(tài)特性及柵極驅(qū)動17-22
• 2.2 IGBT串聯(lián)時電壓不均衡機(jī)制分析22-27
• 2.2.1 IGBT串聯(lián)的電壓不平衡度22-24
• 2.2.2 自身參數(shù)不一致對IGBT串聯(lián)時電壓不均衡的影響24-26
• 2.2.3 驅(qū)動信號不一致對IGBT串聯(lián)時電壓不均衡的影響26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第3章 IGBT串聯(lián)電路拓?fù)浞治?/span>28-53
• 3.1 二極管鉗位IGBT串聯(lián)電路拓?fù)?/span>28-30
• 3.1.1 并聯(lián)電容的IGBT串聯(lián)電路拓?fù)?/span>28
• 3.1.2 并聯(lián)二極管-電容的IGBT串聯(lián)電路拓?fù)?/span>28-29
• 3.1.3 并聯(lián)二極管-可均壓電容的IGBT串聯(lián)電路拓?fù)?/span>29-30
• 3.2 新型二極管鉗位IGBT串聯(lián)均壓電路拓?fù)?/span>30-35
• 3.2.1 IGBT串聯(lián)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理31-33
• 3.2.2 輔助電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理33-35
• 3.3 IGBT串聯(lián)均壓單相逆變器35-45
• 3.3.1 無輔助電路且同橋臂驅(qū)動信號同步時逆變器工作過程37-40
• 3.3.2 無輔助電路且同橋臂驅(qū)動信號不同步時逆變器工作過程40-44
• 3.3.3 無輔助電路的逆變器電路拓?fù)涞奶攸c及存在的問題44-45
• 3.4 IGBT串聯(lián)均壓單相逆變器仿真45-48
• 3.4.1 同橋臂驅(qū)動信號同步45-46
• 3.4.2 無輔助電路且同橋臂驅(qū)動信號不同步46-47
• 3.4.3 有輔助電路且同橋臂驅(qū)動信號不同步47-48
• 3.5 IGBT串聯(lián)均壓三相逆變器48-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 第4章 IGBT串聯(lián)均壓三相逆變器控制策略53-64
• 4.1 主電路的控制策略53-59
• 4.1.1 電壓空間矢量PWM的原理53-57
• 4.1.2 SVPWM技術(shù)的DSP實現(xiàn)57-59
• 4.2 輔助電路的控制策略59-62
• 4.3 本章小結(jié)62-64
• 第5章 IGBT串聯(lián)均壓三相逆變器的設(shè)計與實現(xiàn)64-77
• 5.1 IGBT串聯(lián)均壓三相逆變器主電路的設(shè)計65-71
• 5.1.1 鉗位電容設(shè)計65-66
• 5.1.2 限流電感設(shè)計66
• 5.1.3 開關(guān)頻率設(shè)計66
• 5.1.4 輔助電路的設(shè)計66-71
• 5.2 IGBT串聯(lián)均壓三相逆變器控制電路設(shè)計71-75
• 5.2.1 IGBT的柵極驅(qū)動電路設(shè)計71-72
• 5.2.2 DSP控制電路的設(shè)計72-73
• 5.2.3 光纖接口電路73-74
• 5.2.4 采樣電路74-75
• 5.3 本章小結(jié)75-77
• 第6章 實驗結(jié)果分析77-86
• 6.1 驅(qū)動信號同步性對均壓效果的影響77-79
• 6.1.1 IGBT驅(qū)動信號GA4與GA6同步77-78
• 6.1.2 IGBT驅(qū)動信號GA4相對于GA6滯后 400ns78-79
• 6.2 鉗位電容電壓的波形79-80
• 6.3 輔助電路對IGBT兩端電壓的影響80-82
• 6.3.1 GA4與GA6完全同步80-81
• 6.3.2 GA4相對于GA6滯后 500ns81-82
• 6.4 IGBT串聯(lián)均壓三相逆變器的輸出波形82-84
• 6.5 本章小結(jié)84-86
• 總結(jié)與展望86-89
• 參考文獻(xiàn)89-92
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單92-93
• 致謝93

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3 羅R

本文編號：327229