风力发电变流器的IGBT关断过电压抑制研究

IGBT关断过电压抑制是变流器中一个重要的研究课题。文章对比分析了各种关断过电压抑制方法的优缺点,得出有源箝位是抑制关断过电压最优方式的基本结论,同时设计并试验了一种用于风力发电变流器的带有源箝位功能的栅极驱动器。结果表明,该驱动器可将IGBT的关断过电压限制在一定的范围内,完全满足风电变流器的应用要求。     

有源电压箝位串联HV IGBT的适用性和优化(一)

介绍了5.2 kV高压绝缘栅双极型晶体管(HV IGBTs)的成功串联应用.穿通型HV IGBT串联应用时要完全控制感应过电压,最大的障碍是拖尾电流的关断问题.可以证明,采用先进的电压箝位技术能够限制因关断拖尾电流而引起的第二个电压尖峰.阳极采用载流子寿命局部分布的IGBT很适合这种应用;拖尾电流间隔时间越短,关断损耗越小.文中集中讨论了穿通型HV IGBT器件串联时的最佳通态等离子体分布,HV IGBT的最新发展趋势似乎与讨论结论相一致.未来先进的HV IGBT技术可完全减轻第一代HV IGBT串联时的困难.     

有源电压箝位串联HV IGBT的适用性和优化(二)

介绍了5.2 kV高压绝缘栅双极型晶体管(HV IGBTs)的成功串联应用.穿通型HV IGBT串联应用时要完全控制感应过电压,最大的障碍是拖尾电流的关断问题.可以证明,采用先进的电压箝位技术能够限制因关断拖尾电流而引起的第二个电压尖峰.阳极采用载流子寿命局部分布的IGBT很适合这种应用;拖尾电流间隔时间越短,关断损耗越小.文中集中讨论了穿通型HV IGBT器件串联时的最佳通态等离子体分布,HV IGBT的最新发展趋势似乎与讨论结论相一致.未来先进的HV IGBT技术可完全减轻第一代HV IGBT串联时的困难.     

高速动车组变流器大功率IGBT驱动器保护电路设计

国内高速动车组牵引变流器、辅助变流器均采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)作为功率开关器件。理想的IGBT驱动器除了提供适当的栅极正偏压和负偏压,使高压IGBT模块可靠地开通和关断,还应具有完善的保护功能。本文提出了IGBT栅极电压保护、短路保护、di/dt保护、集电极-发射极过电压保护的方法,并利用IGBT双脉冲试验台,进行试验验证。试验结果验证了保护方法的有效性。     

高压IGBT和无变压器牵引应用中多电平变流器的功率损耗评估

轨道车辆目前所使用的低频线路变压器受低效和超重问题所困.未来的牵引传动系统可能直接与电网相连,无需该类变压器.典型的无变压器传动系统通常由多个使用HV-IGBT(高压绝缘栅双极型晶体管)的中等电压规格变流器串联而成.设计之初先对6.5 kVIGBT和目前已商业应用于牵引领域的3.3 kV、4.5 kV IGBT的开关特性和损耗进行比较,基于所考虑的HV-IGBT,对多电平变流器的特点及其在无变压器系统的应用进行了评估.本文侧重于变流器的损耗分析,同时简要地探讨了可靠性和谐波频谱问题.综合考虑上述各方面因素,三电平中点箝位变流器是一种较理想的方案,适用于无变压器牵引系统,可作为网侧变流器和电机侧变流器使用.     

光伏并网逆变器IGBT关断浪涌电压抑制与预测保护研究

分析了光伏并网逆变器IGBT关断浪涌电压的产生机理,并对低寄生电感的复合母排设计方法进行了说明,最后给出了IGBT关断浪涌电压吸收电路与浪涌过压预测保护电路的设计方法。实际应用表明,该方法对于降低IGBT的过电压损坏风险起到较好的作用。     

基于SVPWM的单相三电平NPC整流器研究

介绍了单相三电平中点箝位(Neutral Point Clamped,NPC)整流器的工作原理,推导了空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)与正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)之间的关系,并在此基础上把基于SPWM的中点电压平衡算法推广至SVPWM.计算机仿真和试验结果表明,在支撑电容参数不相等的恶劣情况下,基于SVPWM的中点电压平衡方法仍能有效地抑制单相三电平中点箝位整流器的中点电压不平衡问题.     

现代多电平逆变器拓扑

近年来对中压大功率逆变器的需求日益增加,多电平逆变器已引起人们极大的兴趣.文章对当前水平的各种多电平逆变器的拓扑,如:二极管箝位逆变器、电容器箝位逆变器、级联多电平逆变器、通用多电平拓扑、复合电平混合多电平拓扑、不对称混合多电平拓扑及软开关多电平逆变器等的工作原理作了简要的综述.     

IGBT并联应用技术研究

介绍了IGBT元件并联均流的主要影响因素,针对1 200 V/900 A功率等级IGBT并联应用设计了IGBT并联驱动器、低感母排和散热器,并进行了相应的试验研究。研究结果表明,该并联方案均流效果十分出色。     

牵引级高压IGBT模块短路特性研究及其优化

介绍了IGBT 3种短路类型,通过优化器件的晶体管增益提高第二类短路能力,以承受更大短路电流的冲击,采取驱动电路栅极电压箝位措施来限制短路状态下的过流。经过设计与工艺优化后的高压IGBT成功通过了短路特性试验,满足轨道交通的应用需求。     

零阻变换器系统中晶闸管开关单元的关断策略

零阻变换器系统(zero-resistance converter system,ZRCS)是一种治理城市轨道交通杂散电流的电力电子方案,开关单元作为其关键部件之一,用于将高达数千安的牵引电流由走行轨转移至回流线缆.鉴于绝缘栅双极型晶体管IGBT开关单元面临的损耗与可靠性挑战,在ZRCS中采用了晶闸管开关单元(sili...     

基于Matlab的IGBT能耗模型及其在热仿真中的应用

提出了一种基于Matlab的IGBT热仿真新方法。基于此方法,利用Simulink和S-Function建立了TIM1500ESM33-TS型IGBT的器件损耗仿真模型,并将其应用在三相两电平SVPWM逆变器的仿真中。仿真结果表明,该方法不仅能获得比较精确的IGBT实时损耗、实时结温等重要指标,而且由于采用了IGBT实时工作电流作为仿真的输入变量,所以可适用于多种工况下的IGBT仿真。     

IGBT模块中续流二极管关断过程失效机理分析

鉴于IGBT模块中的续流二极管在关断过程中会发生瞬变,文章从二极管的设计准则出发,研究续流二极管发生失效的机理,并结合一个IGBT模块中二极管失效的具体案例进行分析,给出了二极管失效的几种原因,并提出了避免其失效的几种方法。     

上海地铁车辆主逆变器GTO牵引相模块的IGBT替代研制

文章介绍了上海地铁引进的交流传动车辆上GTO牵引相模块结构及其工作原理,重点分析了其电气性能及驱动电路波形;在此基础上研制了用于替代GTO牵引相模块的IGBT牵引相模块,通过性能对比和分析,得出两者性能几乎一致、可以替代使用的结论。该装置目前已装车投入运行。     

大功率IGBT 驱动信号隔离技术研究

分析与比较了IGBT驱动器中常用驱动信号隔离技术。针对大功率IGBT驱动器的工况,设计了一种基于磁耦合的数字信号隔离电路,并进行了理论分析,样机开发设计与研究性试验证明了其优异的传输性能和抗干扰性。     

IGCT及其门极驱动电路研究

IGCT作为一种新型大功率半导体开关器件,吸取了GTO和IGBT的优点,但其驱动则需要借助配套的门极驱动电路板才能实现.介绍了IGCT的基本工作原理,并根据驱动电路的要求分析设计原理,对1 100 A/4 500V逆导IGCT集成门极驱动电路的设计方法进行了具体分析和研究,实验结果验证了设计方法的可行性和正确性.     

出口机车警惕装置的设计

介绍机车警惕装置的系统结构,对其警惕保护、换向保护及自检和解锁功能进行了阐述,该装置能防止司机在列车行驶时出现打瞌睡、离岗等行为,在司机发生紧急伤病、丧失控制机车能力时,具有自动停车功能还能防止逆电操作,现用在出口内燃机车上。     

基于2SC0108T芯片的三电平IGBT模块驱动电路

介绍了基于2SC0108T驱动芯片的三电平IGBT模块驱动板,该驱动板具有电源欠压保护、短路保护等功能。利用PSpice电路仿真软件对其前级PwM驱动信号调理电路及故障信号反馈电路进行了原理性验证,同时与F3L400R12PT4型三电平IGBT模块进行联调,通过斩波试验和短路试验证明了该款驱动板在工程应用中的有效性和可靠性。