大電流IGBT模塊開關(guān)不良特性分析與改進(jìn)方法研究.pdf

1、隨著大規(guī)模新能源接入的快速發(fā)展，人類對(duì)于環(huán)境、供電質(zhì)量要求的日益提高，以絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)為代表的新一代高壓大功率電力電子器件及其新一代換流技術(shù)成為未來高壓大功率電力電子技術(shù)的重要發(fā)展方向。而IGBT換流閥模塊是組成電壓源換流器的基本單元，因此，為了研發(fā)性能更優(yōu)的新一代電力電子技術(shù)與裝置，需要對(duì)IGBT換流閥模塊進(jìn)行研究。
　　在IGBT換流閥模塊的應(yīng)用中，大電流IGBT換流閥模塊，其開關(guān)過程中的不良特性的不利影響將變

2、得尤其突出，這些不良特性主要包括因串聯(lián)應(yīng)用時(shí)需要的吸收回路、續(xù)流用二極管、模塊內(nèi)部的雜散電感電容造成的開關(guān)過程電壓電流過沖與損耗;嚴(yán)重的過壓過流現(xiàn)象使IGBT超過安全工作區(qū)運(yùn)行，進(jìn)而導(dǎo)致IGBT損壞。對(duì)于上面所指出的這些問題，本文進(jìn)行了以下的工作:
　　分析和總結(jié)了IGBT模塊的特性及開關(guān)過程，包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特征，柵極電荷效應(yīng)，對(duì)IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)的概念進(jìn)行了匯總。介紹了構(gòu)成大電流IGBT換流閥模塊中普遍存在的雜散參數(shù)

3、和必要的相關(guān)附屬電路。
　　針對(duì)大電流IGBT換流閥模塊開關(guān)過程的影響因素的產(chǎn)生與影響機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，在saber中搭建大電流IGBT換流閥模塊的仿真模型，對(duì)各個(gè)因素具體的影響效果進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，說明了這些大電流IGBT換流閥模塊開關(guān)過程的不良影響和嚴(yán)重危害。
　　給出了一種針對(duì)大電流IGBT開關(guān)不良特性的優(yōu)化參考波形的有源電壓控制改進(jìn)方法，并進(jìn)行了saber仿真實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法實(shí)