絕緣柵雙極型晶體管串聯(lián)電壓均衡技術(shù)研究.pdf

1、絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)具有開關(guān)速度快、通流能力強(qiáng)、驅(qū)動簡單和較寬的安全工作區(qū)等優(yōu)點，作為功率半導(dǎo)體開關(guān)具有明顯的優(yōu)勢。然而，由于單個IGBT器件的耐壓等級較低，限制了其在特高壓、高壓直流輸電等高電壓場合中的廣泛應(yīng)用。將IGBT串聯(lián)使用是一種直接、有效的解決辦法。在IGBT串聯(lián)使用中，存在各個串聯(lián)IGBT器件間的靜態(tài)和動態(tài)電壓不均衡的問題，嚴(yán)重時會造成某個器件上出

2、現(xiàn)過電壓而損壞，導(dǎo)致串聯(lián)失敗。因此，研究IGBT串聯(lián)電壓均衡技術(shù)具有十分重要的意義。
　　 本文從IGBT的基本理論出發(fā)，詳細(xì)地闡述了IGBT的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和基本特性，尤其是重點剖析了IGBT的動態(tài)特性。同時，簡要介紹了常用的IGBT驅(qū)動和保護(hù)電路。
　　 其次，為了研究IGBT串聯(lián)電壓不均衡分布機(jī)理，建立了基于Saber的IGBT串聯(lián)仿真模型，重點研究IGBT自身參數(shù)不一致、外圍電路參數(shù)不一致和對地分布電容等因素

3、對串聯(lián)IGBT電壓分布的影響。并利用最大電壓不均衡度刻畫出了參數(shù)變化對開關(guān)瞬態(tài)時電壓不均衡分布的影響強(qiáng)弱。
　　 然后，在對現(xiàn)有電壓均衡方法進(jìn)行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，得出通過電壓均衡電路減小串聯(lián)IGBT器件的集-射極電壓斜率，延長串聯(lián)IGBT的開關(guān)瞬態(tài)持續(xù)時間，以減小器件最大電壓不均衡度的這種技術(shù)手段是可行的。
　　 最后，針對IGBT串聯(lián)電壓不均衡問題，從功率端電壓均衡技術(shù)和柵極端電壓均衡技術(shù)兩方面分別進(jìn)行研究，提出了兩