為有效隔離電網(wǎng)故障,提高輸電效率,高壓直流輸電（HVDC）技術(shù)已應(yīng)用于電能傳輸系統(tǒng)中,絕緣柵雙極型晶體管（insulate gate bipolar transistor,IGBT）結(jié)合了MOSFET的驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)和BJT的導(dǎo)通優(yōu)勢(shì)在高壓大功率變換領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,然而,由于半導(dǎo)體技術(shù)及工藝的限制,單個(gè)IGBT電壓、電流容量無(wú)法滿(mǎn)足高壓大功率變換的要求,IGBT器件直接串聯(lián)和并聯(lián)則是提高電力電子變換裝置耐壓水平及容量最直接有效的方法。實(shí)際工程中,由于IGBT本身參數(shù)的差異,直接串聯(lián)往往會(huì)產(chǎn)生電壓不均衡,這種電壓的不均衡達(dá)到一定程度時(shí),有可能造成IGBT器件的損壞,靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電壓分配是影響器件穩(wěn)定運(yùn)行的核心,因此,IGBT的動(dòng)態(tài)均壓的研究具有非常重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。本文首先論述了本研究的背景,介紹了高壓條件下IGBT器件應(yīng)用需求,歸納和總結(jié)了IGBT的建模方法,回顧了絕緣柵雙極型晶體管串聯(lián)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析并總結(jié)了現(xiàn)有IGBT器件串聯(lián)均壓方法的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)對(duì)IGBT的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及基本參數(shù)的分析,為串聯(lián)IGBT均壓研究建立了相關(guān)的理論基礎(chǔ)。針對(duì)IGBT的靜態(tài)工作過(guò)程和動(dòng)... 

【文章來(lái)源】：西華大學(xué)四川省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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二極管鉗位三電平變換器Fig1.1Three-levelconverterwithdiodeclamp

IGBT串聯(lián)均壓控制策略的研究2圖1.1二極管鉗位三電平變換器Fig1.1Three-levelconverterwithdiodeclamp圖1.2基于IGBT串聯(lián)的三相全橋逆變器Fig1.2Three-phasefull-bridgeinverterbasedonIGBTseries1.2IGBT串聯(lián)均壓國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀I(lǐng)GBT串聯(lián)器件間的電壓極易不均衡，會(huì)影響電路穩(wěn)定性，若不均壓程度較大，將會(huì)導(dǎo)致器件及電路的損壞，造成重大安全事故，影響人生及財(cái)產(chǎn)安全，因此，首先要求選型一致、同一批次生產(chǎn)的IGBT器件，并且也要保持使用的環(huán)境溫度一致。由上述可知，器件直接串聯(lián)是最直接有效的方法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)低壓器件在高壓場(chǎng)

西華大學(xué)碩士學(xué)位論文3合下的應(yīng)用，同時(shí)降低了系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，也降低了系統(tǒng)的控制復(fù)雜度，提高串聯(lián)器件總體應(yīng)力，降低了損壞程度，增加了管子的使用壽命，提高了器件工作頻率，并且降低了使用成本，同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因此，IGBT器件直接串聯(lián)均壓控制策略技術(shù)值得深入研究，使器件可以在高壓應(yīng)用中廣泛使用，具有重要意義。IGBT器件根據(jù)其工作狀態(tài)分為兩種，一種是穩(wěn)態(tài)還有一種是動(dòng)態(tài)，穩(wěn)態(tài)又可以分為開(kāi)通穩(wěn)態(tài)和關(guān)斷穩(wěn)態(tài)兩種，動(dòng)態(tài)也可以分為開(kāi)通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程兩個(gè)過(guò)程。穩(wěn)態(tài)時(shí)電壓基本不變，動(dòng)態(tài)時(shí)電壓快速變化。在工作環(huán)境和工作狀態(tài)存在差異性時(shí)，IGBT電壓分配就會(huì)受到諸多因素的影響，器件間的電壓差異也將越來(lái)越大，圖1.3所示為歸納的串聯(lián)IGBT不均壓影響因素示意圖。圖1.3IGBT串聯(lián)不均壓影響因素Fig1.3InfluencingfactorsofIGBTseriesunevenvoltageIGBT串聯(lián)均壓也分為兩個(gè)方面，一方面是器件間的靜態(tài)均壓，另一方面是器件間的動(dòng)態(tài)均壓，其中靜態(tài)均壓電路很容易實(shí)現(xiàn)，通常使用的方法是用均壓電阻實(shí)現(xiàn)，非常簡(jiǎn)單。電路的動(dòng)態(tài)均壓對(duì)瞬時(shí)性要求非常高，時(shí)間等級(jí)在納秒級(jí)別，容易出現(xiàn)安全事故，時(shí)間精度要求非常高，結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，現(xiàn)如今主流的IGBT器件的動(dòng)態(tài)均壓控制方案有：緩沖電路法[36,40]、有源鉗位法[37]、閉環(huán)控制法[41]、同步驅(qū)動(dòng)法等。1.2.1緩沖電路法常見(jiàn)的緩沖電路有RC緩沖電路，RCD緩沖電路及電容緩沖電路。圖1.4為緩沖電路示意圖，圖1.5為RCD緩沖電路示意圖，緩沖電路法是在每個(gè)IGBT器件集射極兩端并聯(lián)緩沖電路，通常并聯(lián)RCD緩沖電路電路和一個(gè)反向二極管，反向二極管的作用是

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]IGBT串聯(lián)特性及均壓技術(shù)研究[D]. 王鈞.南京航空航天大學(xué) 2018
[2]IGBT直接串聯(lián)均壓技術(shù)的研究[D]. 劉旭東.北方工業(yè)大學(xué) 2016
[3]IGBT串聯(lián)均壓高壓變頻器的研究[D]. 何柏巖.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[4]IGBT串聯(lián)均壓技術(shù)的應(yīng)用研究[D]. 竇康樂(lè).西南交通大學(xué) 2012
[5]IGBT串聯(lián)模塊化的研究[D]. 梁昊.浙江大學(xué) 2012



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