摘要：研究了一种门极RCD有源均压电路,用于解决igbt串联组件中各个器件集射极电压动态分配不均衡的问题。介绍了门极RCD有源均压电路的工作原理和参数选择原则,利用igbt不同开关状态下的等效电路分析了各个均压元件的作用,提出了满足均压技术指标要求条件下门极RCD有源均压电路参数的计算方法,建立了igbt串联均压实验系统。实验结果表明,采用本文提出的均压电路参数设计方法,门极RCD有源均压电路在门极驱动信号同步或延时情况下均具有较好的均压效果。

摘要：大功率电力电子技术一般通过器件或模块串联实现高电压耐受,在常规高压直流和早期柔性直流输电换流器中,采用了晶闸管或igbt直接串联技术。而基于模块级联的换流器技术因具备高扩展能力,成为目前柔性直流输电主流路线,同样也应用于高压直流断路器等设备中。首先,对igbt器件直接串联的技术进行探讨;然后,分析串联igbt开关组件在柔性直流输电、高压直流断路器等场合应用的方式,提出对应的设计方案;最后,对设计方案进行分析计算。研究结果表明,在现有的基于级联模块的高压直流断路器设备中,通过采用igbt直接串联组件,可以有效地降低其体积和成本,但对于柔性直流换流器,该方案没有显著的提升效果。

摘要：高压调制器在脉冲功率技术中有很重要的作用,而igbt串联是固态调制器技术发展的趋势。电路分布参数及各单元电路参数的差别制约可靠性,严重时将造成igbt在开通、关断过程中集射极间的电压超过额定值而遭损坏。为此,在新的RCD动态均压电路的基础上,利用FPGA和VHDL设计了igbt驱动信号分配电路,实现了串联igbt各单元精确延时开通与关断控制、逻辑综合保护,并结合驱动电路完成了缺电、过流、过压保护等。工程上结合中国环流二号装置NBI抑制极电源要求,设计了12 kV/20 A的调制器。实验结果表明,该方法是一种有效的主动式动态均压方法,能为更高电压、电流等级的固态调制器设计提供好的参考与工程应用基础。

摘要：串联绝缘栅双极型晶体管(insulate gate bipolar transistor,igbt)关断期间的电压均衡是保证其安全稳定工作的关键。该文在多级钳位均压方式的基础上,提出一种同时作用于负载侧与门极侧的igbt串联均压电路,该均压电路通过对先关断的igbt电压上升斜率的抑制来实现保护与均压的功能。同时,利用静态均压电路与状态反馈电路相结合的方式,依据关断瞬态各igbt承压实时调整驱动信号发出时刻,从控制级削弱不均压因素的影响。该文在给出均压电路拓扑的同时,分析其工作原理及设计方法,实验结果证明,依据该方法设计的均压电路能在不影响关断速度的前提下有效提高串联igbt间电压的一致性。

摘要：为给介质阻挡放电提供电压、频率、脉宽可调的高压脉冲,文中设计了均压驱动耦合型单驱动igbt串联电路。该串联电路在每个igbt两端并联一个动态均压与驱动信号输出耦合电路,在导通关断时,一方面保证igbt两端电压不超过额定电压,另一方面为下级igbt提供驱动截止信号。通过仿真研究,验证了电路原理的可行性,探索了元器件的选型规则。通过实验研究,实现了电源电压在0～15 kV可通断、频率在0～1 kHz可调节、脉冲宽度在一定范围内可变化,并成功实现介质阻挡放电。该电路解决了多驱动igbt串联电路需要隔离高压电源及单驱动igbt串联电路结构难以扩展,各级igbt导通关断跟随性差,元器件容易损坏的缺陷。该电路同样适用于MOSFET,具有很好的应用前景。

摘要：均压控制技术是igbt串联应用的关键。提出将igbt的均压过程分为开通动态过程、关断动态过程、拖尾电流阶段和稳态过程均压4个阶段。动态过程采用了门极补偿电容网络;针对拖尾电流衰减时间常数不一致的特点,给出了RC均压回路中吸收电容的计算公式;稳态阶段采用了并联均压电阻。在此基础上设计了一种igbt串联功率模块,进行了高压大电流下2个igbt串联的均压试验。试验结果表明:当串联母线总电压为2 k V(单个igbt最大峰值电压1.85 k V)、回路电流为2 k A时,所设计的igbt串联功率模块能够实现开通关断周期的全过程均压,动态和稳态的电压不均衡度均小于5%。

摘要：绝缘栅双极晶体管(igbt)因其良好的工作特性在高压大功率领域得到越来越多的应用。由于单个igbt工作特性无法满足在实际应用中高电压大功率的要求,因此igbt串联应用得到广泛研究发展。但是在igbt串联应用中不可避免地出现负载过电压,过电流,散热不良等现象导致igbt损坏甚至造成一定人身危险,因此串联igbt的保护和及时的故障诊断分析越来越重要[1]。首先对串联igbt保护环节进行简单的介绍分析,然后对串联igbt的故障诊断实现进行了介绍,最后通过对故障实验分析证实了故障诊断环节的有效性。

摘要：单个igbt的耐压水平有限,通常通过串联使用来提高耐压值。在igbt的串联使用中,各个igbt的集电极和发射极两端电压不均衡是需要解决的关键性问题。针对igbt串联中以往各种均压驱动技术,本文提出了一种串联igbt均压驱动的新思路,使用单一信号驱动串联igbt的设计方法,其电路结构简单可靠,均压效果理想,导通关断延时基本取决有igbt器件本身。通过Multisim软件进行了仿真,验证了可行性。1引言功率绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor,igbt)为电压控制型器,其具有输入阻抗高、驱动功率小、导通电阻小、开关损耗低的特点,已经广泛应用于电力电子和高压变频等领域。然而单个igbt器件的耐压值有限,igbt串联使用可以提高其耐压值,是现今最常用的方法。在igbt的串联使用中,各个igbt的集电极和发射极两端电压不均衡是igbt串联使用中的关键性问题。

摘要：针对脉冲电场灭菌技术对开关性能的特殊要求,提出了利用igbt串联构成高压、大容量固态开关的技术。设计并实际制造出了可供高压脉冲电场灭菌用额定电压10 k V的固态高压开关。该开关采用8个1 700 V、400 A的igbt串联,以栅极动态RCD为基本均压方式,以FPGA为主控单元,产生8路相对独立的基准控制脉冲,其脉宽、周期、延时均可调节,且以25 ns为步进调节。通过调节各路驱动信号的相对延时,使各单元分压均匀,消除过压影响,从而在负载端得到较为理想的方波脉冲。采用光纤隔离,使隔离电压不受限制。实验结果表明,该装置性能良好,可以满足脉冲电场灭菌的实际需求。

摘要：针对三相单开关Buck功率因数校正器的开关电压应力过大的问题,文章提出一种通过外加辅助元件使开关器件等效阻抗不相等的电压钳位型三相两开关Buck功率因数校正器。相较于传统的三相单开关Buck功率因数校正器,所提方案在保持控制方法简单的同时,有效地降低开关管电压应力,以及电源制造成本,同时电路的输入特性具有电流源的特性,具有较强的短路故障抑制能力通过对电路结构在稳定工作时各个时段工作过程的分析,建立数学模型,给出利用开关等效阻抗不相等实现电压钳位的设计方法,分析该电路高功率因数低开关电压应力的原理。最后,制作一台5kW的实验验证样机,稳定运行时功率因数为1,谐波含量不足5%,证明该电路的优越性和可行性。