基于有源控制技術降低器件開關損耗的方法研究.pdf

1、在電機傳動、新能源應用領域、UPS電源、有源電力濾波器等很多重要的電力電子技術應用場合，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調制方式下的損耗，結果表明，若要提升逆變器轉換效率，可以通過減小功率器件的開關損耗來實現；

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以提高功率器件開關性能進而提升逆變器效率的研究方案。
　　其次分析了IGBT的結構及工作特性，并對器件的開關損耗以及開關過程進行分析，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計的理論依據；通過對大功率IGBT模塊YMIF1200-33進行實驗分析，得到設計電路所需參數。在IGBT正常開通與關斷過程中，基于dic/dt反饋控制，設計

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

4、，關斷時間縮短了46．8％；短路故障時，在將VCE有效鉗位的同時，降低門極驅動電阻的損耗，并對其實施軟關斷。結果表明，所設計方案均能有效解決現有逆變器存在的效率轉換問題，達到設計要求。
　　最后利用大功率IGBT模塊YMIF1200-33搭建實驗平臺，采用傳統(tǒng)驅動保護方案，測試IGBT開通及關斷過程，分析其開通及關過程中若干個構成階段，以此作為開關方案設計的理論支撐；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