基于有源控制技術(shù)降低器件開關(guān)損耗的方法研究.pdf

1、在電機傳動、新能源應(yīng)用領(lǐng)域、UPS電源、有源電力濾波器等很多重要的電力電子技術(shù)應(yīng)用場合，變換器的性能和效率越來越多的受到重視。隨著變換器輸出性能和功率密度需求的不斷提高，較高頻率下，功率器件的損耗顯得尤為突出，為了提升變換器效率，功率器件高頻操作時，減小功率器件的損耗，變得越來越重要。
　　本文以變換器中逆變器為例，首先分析了逆變器在SPWM調(diào)制方式下的損耗，結(jié)果表明，若要提升逆變器轉(zhuǎn)換效率，可以通過減小功率器件的開關(guān)損耗來實現(xiàn)；

2、對減小功率器件損耗方案進行比對，提出了基于有源控制技術(shù)以提高功率器件開關(guān)性能進而提升逆變器效率的研究方案。
　　其次分析了IGBT的結(jié)構(gòu)及工作特性，并對器件的開關(guān)損耗以及開關(guān)過程進行分析，進一步明確影響功率器件損耗的因素，并對功率器件損壞的誘因進行分析，作為基于有源控制方案設(shè)計的理論依據(jù)；通過對大功率IGBT模塊YMIF1200-33進行實驗分析，得到設(shè)計電路所需參數(shù)。在IGBT正常開通與關(guān)斷過程中，基于dic/dt反饋控制，設(shè)計

3、軟開通以及軟關(guān)斷電路，有效縮短IGBT的開通與關(guān)斷時間，提高IGBT的開關(guān)頻率，減小器件功率損耗；在IGBT發(fā)生短路時，設(shè)計改進型有源鉗位保護電路，實現(xiàn)IGBT短路保護，有效減小門極觸發(fā)電阻Rg上的損耗，并對IGBT實施軟關(guān)斷，防止關(guān)斷時產(chǎn)生較大的過沖電壓損壞IGBT。
　　隨后利用Saber軟件對所設(shè)計的電路進行仿真，給出仿真結(jié)果。通過與傳統(tǒng)驅(qū)動模式的比對，采用有源控制技術(shù)之后，在開通過程中，開通時間提升了49．5％：關(guān)斷過程中

4、，關(guān)斷時間縮短了46．8％；短路故障時，在將VCE有效鉗位的同時，降低門極驅(qū)動電阻的損耗，并對其實施軟關(guān)斷。結(jié)果表明，所設(shè)計方案均能有效解決現(xiàn)有逆變器存在的效率轉(zhuǎn)換問題，達到設(shè)計要求。
　　最后利用大功率IGBT模塊YMIF1200-33搭建實驗平臺，采用傳統(tǒng)驅(qū)動保護方案，測試IGBT開通及關(guān)斷過程，分析其開通及關(guān)過程中若干個構(gòu)成階段，以此作為開關(guān)方案設(shè)計的理論支撐；進行短路實驗，測試IGBT模塊中主發(fā)射極與輔助發(fā)射極之問的寄生電