摘要：综述了si igbt/siC MOSFET混合器件在门极优化控制策略、集成驱动设计、热电耦合损耗模型、芯片尺寸配比优化和混合功率模块研制等方面的最新研究成果与进展。si igbt/siC MOSFET混合器件结合了siC MOSFET的高开关频率、低开关损耗特性和si igbt的大载流能力和低成本优势,已有文献的最新研究和实验结果验证了该类器件的优异特性,表明其对高性能电力电子器件实现更高电流容量、更高开关频率和较低成本具有重要意义,是高性能变换器应用中非常有潜力的功率器件类型。

摘要：功率半导体器件结温是反映器件健康状态的关键指标。目前被认为具有前景的在线实时结温提取方案是基于器件本身的温度敏感电参数TSEPs(temperature sensitive electrical parameters)法,对于si igbt器件温敏电参数的在线实时结温提取方法国内外已有大量文献报道,但对于宽禁带siC器件研究甚少,且对于不同种温敏电参数的特性差异分析极为必要。因此,提出针对不同温敏电参数在siC MOSFET和si igbt上的对比分析。首先对siC MOSFET的静态和动态温敏电参数进行理论建模分析获取结温敏感依据,后续通过实验多维度对比分析温敏电参数在siC MOSFET和si igbt的适用性。最后就各温敏电参数的提取电路设计进行分析对比。实验结果表明,通态电阻Ron和开通di/dt更适合于siC MOSFET,而VTH、td-off和VGP更适合于si igbt。

摘要：三相全桥逆变器广泛应用于各个领域,特别是轨道交通的牵引变流器系统和辅助变流器系统。利用新一代功率半导体器件如碳化硅(siC)提升功率密度,使三相逆变器向小型化、轻量化的方向发展。采用siC MOSFET以减小主回路电感的设计为优化目标,研制了用于城轨辅助变流的新型逆变器样机,与原有的si igbt逆变器进行了结构与电气性能的对比。理论分析和试验测试的结果表明,该逆变器样机的最大输出功率可达132 kW,此时逆变器样机的功率密度相应为1.49 kW/dm^(3)或3.64 kW/kg。

摘要：针对现有级联型多电平变换器器件多、损耗大、功率密度低等问题,该文提出一种基于si和siC器件的混合型级联多电平变换器(HCMC)拓扑结构。HCMC由全si igbt器件的中性点钳位(NPC)型三电平单元与由siigbt、siCMOSFET器件混合的级联H桥(CHB)单元串联构成。针对此拓扑提出一种特定的高低频混合调制策略,充分发挥siC MOSFET开关损耗低、siigbt通态损耗低的优势,并对NPC单元直流侧电压和CHB单元子模块数进行优化设计。此外,为解决子模块电容电压不平衡问题,提出一种轮换均压控制策略。最后,在6kV系统无功补偿工况下进行仿真和实验,验证了HCMC拓扑结构和调制策略的可行性,并将HCMC和现有级联型多电平变换器进行综合对比,证明了所提拓扑在保证输出性能的条件下大大降低了运行损耗。