本文關鍵詞：IGBT直接串聯(lián)均壓技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電力電子的發(fā)展對電力電子器件的額定電壓范圍提出了更高的要求。IGBT以其良好的開關性能成為了應用前景非常廣闊的電力電子器件。然而,現(xiàn)有的IGBT的最大額定電壓只有6.5kV。IGBT的串聯(lián)在應用中不僅可以獲得更高的額定工作電壓,也可以獲得相同電壓級別下更好的開關性能。但IGBT的串聯(lián)極易產(chǎn)生電壓不均衡,導致器件過電壓,這是目前IGBT串聯(lián)亟需解決的問題。本文首先闡述了IGBT的內(nèi)部機理,并在PSPICE軟件中建立了IGBT的物理仿真模型,對本文所建立的IGBT仿真模型與PSPICE內(nèi)部庫模型進行了仿真對比研究,驗證了本文所建模型的正確性。本文分析了IGBT的開通和關斷的動態(tài)過程,分階段的闡述了開通和關斷過程中可能造成串聯(lián)電壓失衡的原因。對現(xiàn)有的主流均壓方案進行了綜述,并對兩種典型的串聯(lián)均壓方案——有源箝位和磁芯同步技術的控制機理以及優(yōu)缺點進行了重點分析,在此基礎上提出了一種基于兩者相結合的混合控制均壓方案,闡述了該控制方案在不同瞬態(tài)階段的控制機理,該方案對整個開關動態(tài)均能實現(xiàn)有效的控制�；诶碚摲治龊蚉SPICE仿真研究,采用混合均壓方案,對可能造成IGBT串聯(lián)電壓失衡的各種因素進行了研究,搭建基于IGBT直接串聯(lián)的高壓Boost直流變換器,對本控制方案進行了實驗驗證,實驗結果與理論分析和仿真研究溫和,驗證了混合均壓方案對可能造成IGBT串聯(lián)電壓失衡的各種因素的適應性,同時還通過對四個IGBT的串聯(lián)均壓仿真驗證了方案應用于多個串聯(lián)情況的可行性。
【關鍵詞】：IGBT串聯(lián) 均壓 有源箝位 磁芯同步 混合控制
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN322.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 IGBT串聯(lián)技術的應用展望10
• 1.3 串聯(lián)IGBT動態(tài)電壓失衡的原因分析10-11
• 1.4 IGBT的串聯(lián)均壓方試11-19
• 1.4.1 負載側控制技術11-12
• 1.4.2 柵極控制技術12-19
• 第二章 IGBT的內(nèi)部原理及仿真模型19-28
• 2.1 IGBT模型等效19-23
• 2.1.1 功率器件建模的四種方式19-21
• 2.1.2 BJT模型21-23
• 2.1.3 MOSFET模型23
• 2.2 IGBT仿真模型23-28
• 2.2.1 IGBT模型建立23-26
• 2.2.2 仿真波形圖26-28
• 第三章 IGBT串聯(lián)電壓不平衡的原因分析28-37
• 3.1 IGBT串聯(lián)研究的主要問題28
• 3.2 靜態(tài)電壓失衡28
• 3.3 動態(tài)電壓失衡28-37
• 3.3.1 IGBT的開關特性28-29
• 3.3.2 開通過程29-31
• 3.3.3 開通過程可能導致電壓不平衡的原因31-32
• 3.3.4 關斷過程32-33
• 3.3.5 關斷瞬態(tài)電壓不平衡的原因33-37
• 第四章 混合均壓方案37-53
• 4.1 有源箝位技術37-40
• 4.2 磁芯同步技術40-45
• 4.2.1 磁芯同步技術原理40-41
• 4.2.2 變壓器設計41-42
• 4.2.3 高頻變壓器參數(shù)計算42-43
• 4.2.4 仿真驗證43-45
• 4.3 基于有源箝位技術和磁芯同步技術的混合均壓方案45-53
• 4.3.1 混合均壓方案的原理45
• 4.3.2 混合方案在不同的情形下可行性的仿真驗證45-53
• 第五章 實驗驗證53-69
• 5.1 實驗電路拓撲53-54
• 5.2 兩個IGBT的串聯(lián)實驗54-64
• 5.2.1 未添加柵極信號延時的IGBT串聯(lián)實驗54-56
• 5.2.2 添加柵極信號延遲下的IGBT串聯(lián)實驗56-64
• 5.3 四個IGBT的串聯(lián)實驗64-69
• 第六章 結論與展望69-70
• 參考文獻70-76
• 在學期間的研究成果76-77
• 致謝77

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本文編號：348966