發(fā)布時(shí)間：2022-05-08 15:10

　　集成門極換流晶閘管（IGCT）是一種新型大功率半導(dǎo)體器件,它是將門極換流晶閘管（GCT）和門極驅(qū)動(dòng)器以低電感方式通過印制電路板（PCB）集成在一起,具有很好的應(yīng)用前景。GCT的開通和關(guān)斷需要借助集成門極“硬驅(qū)動(dòng)”電路完成,驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)劣直接影響到器件的優(yōu)良特性能否實(shí)現(xiàn),因此必須嚴(yán)格控制電路中的雜散電感。并且,在驅(qū)動(dòng)電路和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)缺少IGCT的電路仿真模型。本文針對(duì)以上問題,對(duì)4500V/4000AIGCT電路模型和驅(qū)動(dòng)電路的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和探討,主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:1.研究IGCT的開關(guān)原理和內(nèi)部換流機(jī)理,建立IGCT的“硬驅(qū)動(dòng)”電路仿真模型（M-2T-3R-C）,該模型能夠較準(zhǔn)確地表征IGCT開關(guān)特性和內(nèi)部換流機(jī)理,在電路仿真時(shí)可以替代GCT器件。對(duì)關(guān)鍵模型參數(shù)進(jìn)行分析與提取,驗(yàn)證該模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上建立了雙芯GCT（Dual-GCT）的電路仿真模型,將仿真波形與同條件下的實(shí)驗(yàn)波形對(duì)比,驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性。并基于SiC功率MOSFET的IGCT電路模型進(jìn)行參數(shù)提取,仿真結(jié)果表明采用SiC功率MOSFET的電路模型與普通Si MOSFET的相比,可將IGCT的關(guān)斷... 

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 IGCT發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.2 IGCT電路模型的研究意義與現(xiàn)狀
        1.2.1 IGCT電路模型的研究意義
        1.2.2 IGCT電路模型的研究現(xiàn)狀
    1.3 IGCT驅(qū)動(dòng)電路的研究意義與現(xiàn)狀
        1.3.1 IGCT驅(qū)動(dòng)電路的研究意義
        1.3.2 IGCT驅(qū)動(dòng)電路的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
2 IGCT硬驅(qū)動(dòng)電路仿真模型建模與驗(yàn)證
    2.1 IGCT結(jié)構(gòu)與工作原理分析
        2.1.1 GCT管芯結(jié)構(gòu)和雙晶體管等效模型
        2.1.2 IGCT內(nèi)部換流機(jī)理、開關(guān)特性和門極特性
    2.2 IGCT硬驅(qū)動(dòng)電路仿真模型建模
        2.2.1 IGCT單元電路模型
        2.2.2 IGCT硬驅(qū)動(dòng)電路仿真模型
    2.3 模型關(guān)鍵參數(shù)提取方法
        2.3.1 MOSFET特性參數(shù)
        2.3.2 雙極晶體管特性參數(shù)
        2.3.3 電阻值
        2.3.4 J2 結(jié)勢(shì)壘電容值
        2.3.5 分布參數(shù)值
    2.4 4500 V電壓等級(jí)IGCT硬驅(qū)動(dòng)電路仿真模型測試分析
        2.4.1 4500 V/2500A IGCT電路模型特性測試分析
        2.4.2 4500 V/4000A/3300A IGCT電路模型特性測試分析
    2.5 Dual-GCT硬驅(qū)動(dòng)電路仿真模型建模和測試分析
        2.5.1 Dual-GCT電路仿真模型建模及關(guān)鍵參數(shù)提取
        2.5.2 Dual-GCT電路仿真模型動(dòng)態(tài)測試與分析
    2.6 基于SiC MOSFET的 IGCT電路仿真模型建模和測試分析
    2.7 本章小結(jié)
3 IGCT關(guān)斷回路優(yōu)化和雜散電感的分析
    3.1 IGCT關(guān)斷箝位電路的工作狀態(tài)及電路參數(shù)的優(yōu)化
        3.1.1 傳統(tǒng)箝位電路傳統(tǒng)參數(shù)計(jì)算
        3.1.2 箝位電路優(yōu)化參數(shù)優(yōu)化
    3.2 IGCT關(guān)斷回路雜散電感控制因素和測量
        3.2.1 關(guān)斷回路PCB雜散電感控制因素
        3.2.2 不同雜散電感對(duì)關(guān)斷性能影響的仿真驗(yàn)證
        3.2.3 雜散電感的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.3 關(guān)斷電路雜散電感的測量
        3.3.1 雜散電感的計(jì)算
        3.3.2 雜散電感的測量
    3.4 本章小結(jié)
4 IGCT主驅(qū)動(dòng)電路工作原理和設(shè)計(jì)
    4.1 主驅(qū)動(dòng)電路的工作原理及關(guān)鍵問題
        4.1.1 主驅(qū)動(dòng)電路的工作原理
        4.1.2 主驅(qū)動(dòng)電路需要解決的關(guān)鍵問題
    4.2 主驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與仿真
        4.2.1 主驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)指標(biāo)
        4.2.2 主驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        4.2.3 主驅(qū)動(dòng)電路仿真
    4.3 本章小結(jié)
5 IGCT邏輯監(jiān)測模塊的研究和整體驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)
    5.1 IGCT驅(qū)動(dòng)電路的工作原理
    5.2 IGCT邏輯控制模塊
        5.2.1 光纖驅(qū)動(dòng)模塊
        5.2.2 驅(qū)動(dòng)器主電路的邏輯控制模塊
    5.3 IGCT檢測模塊和反饋系統(tǒng)模塊
        5.3.1 門陰極電壓檢測模塊
        5.3.2 IGCT外部重觸發(fā)的研究
        5.3.3 反饋系統(tǒng)模塊
    5.4 IGCT整體驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)
        5.4.1 驅(qū)動(dòng)電路原理圖
        5.4.2 驅(qū)動(dòng)電路的版圖設(shè)計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
6 IGCT驅(qū)動(dòng)電路性能測試和分析
    6.1 驅(qū)動(dòng)電路陽極低電壓測試
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái)
        6.1.2 主驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        6.1.3 監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.2 驅(qū)動(dòng)電路一次脈沖開關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.3 驅(qū)動(dòng)電路二次脈沖開關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        6.3.1 二次脈沖測試原理
        6.3.2 關(guān)斷波形分析
        6.3.3 開通波形分析
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)束語
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 今后研究的工作設(shè)想
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間成果



本文編號(hào)：3651884