SiC功率器件特性及其在逆變器中的應(yīng)用研究.pdf

1、逆變器作為航空靜止交流器中的重要環(huán)節(jié)，正朝著高效率和高功率密度方向發(fā)展。提高開關(guān)頻率是提高變換器功率密度的重要途徑，但是傳統(tǒng)的Si器件在開關(guān)頻率提高的同時(shí)會(huì)帶來開關(guān)損耗增加的問題。新型SiC器件工作頻率高、阻斷電壓高，同時(shí)開關(guān)損耗和通態(tài)比電阻較低，為實(shí)現(xiàn)更高效率，更高功率密度逆變器提供了一種新的解決方案。盡管SiCMOSFET與SiMOSFET相比是一個(gè)卓越的開關(guān)管，但不能理解為它能夠?qū)ΜF(xiàn)有的硅器件的應(yīng)用進(jìn)行一個(gè)直接插入式的替換，需要仔

2、細(xì)的研究才能從SiCMOSFET器件中獲得最優(yōu)的性能。
　　本文首先對(duì)Cree公司的SiC肖特基二極管C3D10060(600V/10A)和SiCMOSFETCMF10120D(1200V/10A)進(jìn)行了特性的研究。對(duì)SiCMOSFET和SiMOSFET的靜態(tài)特性進(jìn)行了對(duì)比，歸納總結(jié)出SiCMOSFET區(qū)別于SiMOSFET的特性以及這些特性對(duì)電路的需求和帶來的優(yōu)勢(shì)。在斬波電路中，對(duì)SiC肖特基二極管的反向恢復(fù)特性進(jìn)行了測(cè)試和分析

3、，給出不同開關(guān)頻率、不同驅(qū)動(dòng)電阻情況下SiCMOSFET的開關(guān)特性，并對(duì)開關(guān)管應(yīng)力和高頻寄生振蕩問題進(jìn)行了闡述。
　　針對(duì)SiCMOSFET應(yīng)用于高頻逆變器中相關(guān)問題進(jìn)行了研究，如驅(qū)動(dòng)電路，高頻寄生參數(shù)，EMI問題等。建立了逆變器損耗模型，針對(duì)損耗分布圖，在提升逆變器效率方面作了研究。
　　最后研制了一臺(tái)1kVA單相全橋逆變器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，給出詳細(xì)硬件電路設(shè)計(jì)過程。對(duì)使用全Si器件（SiMOSFET與寄生體二極管組合），混合器件