摘要：分析了高电压电路中IGBT串联运行时导致端电压静态和动态不均衡的各种原因。设计了一种有源缓冲均压电路,并通过MATLAB/SIMULINK进行了仿真研究,仿真结果验证了所设计电路的可行性。

摘要：高压碳化硅(silicon carbide,SiC)器件因具有耐高压、耐高温、低损耗等优异特性,已成为支撑未来新型电力系统建设的新型电力电子器件。文中基于自主研制的18kV/12.5A高压SiC绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)芯片,提出18kV SiC IGBT单芯片子模组及10芯片并联封装设计方案,研制18kV/125A SiC IGBT器件,功率等级达到国际最高水平。搭建高压碳化硅功率器件绝缘、静态特性和动态特性测试平台,测试单芯片子模组及10芯片并联器件的绝缘及动态特性,18kV/125A SiC IGBT器件具备18kV静态耐压且可以在13kV直流母线电压条件下关断130A电流,验证了所研制器件的高压绝缘及高压开关能力。此外,采用18kV/125A SiC IGBT器件串联搭建24kV换流阀半桥功率模块,提出器件串联均压方法,完成半桥功率模块的1min静态耐压试验和开关试验验证,结果表明,所研制的18kV/125A SiC IGBT器件运行良好,满足串联应用要求,同时,所提的均压方案可以保证半桥功率模块静态电压不均衡和动态电压不均衡程度分别低于0.4%和15%。该研究可以为基于SiC IGBT器件在柔性直流输电工程中的应用奠定基础。

摘要：介绍了超级电容的特性、容量的计算和串联均压措施,给出了超级电容充电的控制方案,设计了一种储能系统由超级电容组成的直流不间断电源。利用超级电容比功率高、充电速度快、使用寿命长等优点,减小了该直流不间断电源的体积,提高了响应速度和可靠性。

摘要：随着配电网系统的智能化发展,对控制断路器快速投退的要求越来越高,为此设计了一种基于绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)的固态断路器(Solid State Circuit Breaker,SSCB),可以无弧、快速地开断交流配电网电路,并且具备一定的故障自检功能和过流保护能力,克服了机械断路器开断速度慢的缺点。本文介绍了固态断路器结构和主要模块的功能,并且描述了断路器的开断过程及原理。针对串联IGBT均压问题设计了改进型RCD电路,推导了串联均压电路和断路器的主要参数。在OrCAD Capture 16.3 Pspice平台搭建了一个16.3 kV/347 MVA的固态断路器并仿真验证了可行性。

摘要：由于超级电容器单体性能参数的离散性,当多个单体串联组成电容器组时,在充放电过程中容易造成过充或过放现象,严重危害超级电容器的使用寿命。文中提出以FPGA为检测、控制单元,对电容进行有效地充放电控制,防止过充或过放,提高超级电容器的循环使用次数,降低不必要的能量消耗。

摘要：针对地铁再生制动能量回馈系统的需求,文中采用了一种带快速熔断器的模块化串并联能馈拓扑。该拓扑降低了设备的成本,提高了设备的可靠性。针对模块并联环流问题,定量分析了调制波和载波对环流的影响,采用每个逆变器单元独立电流内控制策略和载波同步技术来抑制并联模块的环流。试验结果表明,文中所设计的基于多模块串并联的地铁列车再生制动能量回馈装置可以实现交直流侧直接并联,且并联逆变器的电流偏差小于1%,串联逆变器的直流电压偏差小于1%。

摘要：固态断路器具备快速切断故障电流的能力。在深海中压DC/DC变换器应用场景下,为了实现DC/DC的黑启动以及配合水下电缆的漏电检测功能,文章提出一种双线双向阻断固态断路器设计方案,其仅采用串联SiCJFET作为主开关,通过电流检测短路故障,实现快速故障切除。文章研究了串联均压电路的参数设计方法,并搭建了样机实验平台。实验结果表明,该直流固态断路器具备双线双向的阻断能力,关断时间为4.5μs,实现了较好的主开关器件静、动态均压效果,具有现实可行性。

摘要：高压直流断路器(Direct Current Circuit Breaker,DCCB)需承载直流线路正常工作时的工作电流,且需在规定时间内接通分断直流线路正常工作时的电流,以及分断直流线路短路故障电流。高压DCCB是确保高压直流输配电网安全、可靠运行的基础。混合式高压DCCB既具备机械式高压DCCB的优点,也具备固态高压DCCB的优点。在分析了各类混合式高压DCCB的拓扑、工作原理基础上,总结了混合式高压DCCB的设计关键技术,如电弧数学模型、串联均压、并联均流等问题。