基于驱动信号同步的串联IGBT动态均压方法.pdf

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1、《电气自动化)2012年第34卷第2期，力系统及其自动·PowerSystem＆Automati013基于驱动信号同步的串联IGBT动态均压方法李杨，李博，罗洋(1．重庆市电力公司江北供电局，重庆401147；2．英国纽卡斯尔大学；3．重庆大学电气工程学院，重庆4OOO44)摘要：为解决由驱动信号不同步引起的多个IGBT串联动态电压不均衡问题，以实现串联IGBT在大功率高电压场合的应用。在研究国内外多种IGBT动态串联均压技术的基础上，采用同步变压器和端电压钳位电路相结合以实现动态电压均衡，并对其工作原理进行了说明。然后运用Saber仿真软件，建立串联IGBT的动态均压仿真电路。仿

2、真结果表明，动态均压电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT驱动信号不同步造成的动态电压不均衡，而且能够使开关瞬态的过电压≤10％，确保了串联。IGBT的安全运行。关键词：IGBT；串联；动态均压；驱动信号；同步；钳位[中图分类号]TM50[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)02—0078—03DynamicVoltageBalancingMethodofSeriesConnectedIGBTsBasedonSynchronizingDriverSignalsUYang，UBo，LUOYang(1．JiangBeiPowerSupplyBureauo

3、fChongqingElectricPowerCompany，Chongqing401147，China；2．NewcastleUniversity，UK；3．TheElectricalEngineeringCollegeofChongqingUniversity，Chongqing，400044，China)Abstract：ThispaperiSfocusedonsolvingdynamicvoltageimbalanceofseriesconnectedIGBTscausedbytheasynchronydrivesignalsofdifferentIGBTISOseries

4、connectionofIGBTdevicescanmeettherequirementsofhigh—voltageandhigh-powerconversion．Basedonresearchingthebalancingmethodsofhomeandabroadlasuitabledynamicvohagebalancecanbeguaranteedthroughaddingsimplecircuitswhichcombinesynchronoustransformerwithvoltage-clampcircuitinserialconnectionsofIGBTs，an

5、dverifiedhowthecircuitworksindetail．ThenthedynamicvoltagebalancingsimulationcircuitisestablishedbyusingtheSabersimulationsoftware．TheresultsofsimulationshowthatthedynamicvoltagebalancingcircuitcannotonlydiminishovervoltageacrossIGBTsobviously，butalsotheovervohagecanbelimitedtonomorethan10％ofIG

6、BTstaticvoltageduringswitchtransient．ItisguaranteedthatacircuitincludingIGBTseriescanbeoperatedinthesafeoperationarea．Keywords：IGBT；Series；DynamicVoltageBalance；DriverSignal；Synchronization；ClampingO引言的均压效果，并且没有影响IGBT的快速性。但由于同步变压器的设计的局限性，很难使得驱动信号完全同步，出现了一定的电绝缘栅双极晶体管IGBT(InsulatedGateBipolarTra

7、nsistor)综压不均衡现象，随着器件承受电压的增加，电压不均衡加剧，严重合了GTR和MOSFET的优点，具有通流能力强、开关速度快、输时同样会造成器件因过电压而损坏。因此，文本结合同步变压器入阻抗高、热稳定性好和驱动简单的优点，作为半导体电力开关具有明显的优势⋯。目前，IGBT的耐压等级达到几十千伏J，但均压电路和端电压钳位均压电路的优点，提出一种基于驱动信号同步的动态均压电路，并基于该方法进行了仿真研究。因其价格昂贵，限制了单个IGBT在大功率高电压场合的广泛应