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)動優(yōu)勢和BJT的導通優(yōu)勢在高壓大功率變換領(lǐng)域得到了廣泛應用,然而,由于半導體技術(shù)及工藝的限制,單個IGBT電壓、電流容量無法滿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。實際工程中,由于IGBT本身參數(shù)的差異,直接串聯(lián)往往會產(chǎn)生電壓不均衡,這種電壓的不均衡達到一定程度時,有可能造成IGBT器件的損壞,靜態(tài)和動態(tài)電壓分配是影響器件穩(wěn)定運行的核心,因此,IGBT的動態(tài)均壓的研究具有非常重要的實際意義和應用價值。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。通過對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。針對IGBT的靜態(tài)工作過程和動... 

【文章來源】：西華大學四川省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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，會影響電路穩(wěn)定性，若不均壓程度較大，將會導致器件及電路的損壞，造成重大安全事故，影響人生及財產(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)點是可以實現(xiàn)低壓器件在高壓場

西華大學碩士學位論文3合下的應用，同時降低了系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)的復雜度，也降低了系統(tǒng)的控制復雜度，提高串聯(lián)器件總體應力，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，同時優(yōu)化系統(tǒng)設計。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)還有一種是動態(tài)，穩(wěn)態(tài)又可以分為開通穩(wěn)態(tài)和關(guān)斷穩(wěn)態(tài)兩種，動態(tài)也可以分為開通過程和關(guān)斷過程兩個過程。穩(wěn)態(tài)時電壓基本不變，動態(tài)時電壓快速變化。在工作環(huán)境和工作狀態(tài)存在差異性時，IGBT電壓分配就會受到諸多因素的影響，器件間的電壓差異也將越來越大，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態(tài)均壓，其中靜態(tài)均壓電路很容易實現(xiàn)，通常使用的方法是用均壓電阻實現(xiàn)，非常簡單。電路的動態(tài)均壓對瞬時性要求非常高，時間等級在納秒級別，容易出現(xiàn)安全事故，時間精度要求非常高，結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，現(xiàn)如今主流的IGBT器件的動態(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)動法等。1.2.1緩沖電路法常見的緩沖電路有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反向二極管，反向二極管的作用是

【參考文獻】：
期刊論文
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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 2018
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[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 2014
[4]IGBT串聯(lián)均壓技術(shù)的應用研究[D]. 竇康樂.西南交通大學 2012
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