高压大功率晶闸管反向恢复特性动态模型

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1、第49卷第4期电力电子技术Vo1．49，No．42015年4月PowerElectronicsApril2015高压大功率晶闸管反向恢复特性动态模型张静，汤广福，温家良，查鲲鹏(国网智能电网研究院，北京102200)摘要：晶闸管反向恢复过程模型的精确性，对以晶闸管为开关器件的电力电子设备的电气性能研究和设计具有重要影响。在分析晶闸管阻断恢复过程中载流子运动特性和PN结变化规律的基础上．结合晶闸管实际工作电路，提出了用描述动植物自然生长过程的Logistic曲线来建立晶闸管反向恢复过程的非线性电阻模型，弥补了传统的晶闸管反向

2、恢复电流指数模型和双曲正割模型的不足。仿真与实验结果的对比证明了所提模型的正确性和精确性。关键词：晶闸管；指数模型；双曲正割模型中图分类号：TN34文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)04—0050—04DynamicModellingoftheTurnOffPerformanceofIIighVoltagePowerThyristorZHANGJing，TANGGuang—fu，WENJia—liang，ZHAKun—peng(StateGridSmartGridResearchInstitute，Be

3、ijing102200，China)Abstract：Correctmodellingofthemumofcharacteristicsofahighvoltagepowerthyristorplaysallimportantroleintheanalysisanddesignofpowerelectroniccircuitswherepowertl1yristorsareused．Byanalyzingthechangecharac—teristicsofchargecarriersandPN-junetionsatth

4、yristorturn-of，anon-linearresistancemodelisproposedtorepre—sentthedynamiccharacteristicofhishvoltagepowerthyristoratturn-ofandwhenusedinagivenexternalcircuit．Thenon—linearresistancemodelisidenticaltothelogisticcurvewhichistypicallyusedtoreflectthenaturalgrowthproc

5、essofanimalsandplants．Thenon·linearresistancemodelisthenverifiedbycomparingthesimulatedresultstoanactualthyristorreverserecoverycurrentsobtained．Keywords：thyristor；exponentialmodel；hyperbolicsecantmodelFoundationProject：SupportedbyScientificandTechnologicalProject

6、ofStateGridCorporationofChina(No．SGRI-PG-71—12—0o2)；NationalHilshTechnologyResearchandDevelopmentofChina863Program(No．2012AA052701)1引言管反向恢复电气模型的方法，但存在一定偏差。文献【5—6]提出可用非线性变化的电阻来描述晶闸高压大功率晶闸管是电力电子设备的核心开管阻断恢复过程。但至今仍未提出适用于描述晶关器件。是一种具有PNPN4层结构的半控大功率闸管阻断恢复全过程的非线性电阻的数学模型。半

7、导体器件。通常，晶闸管工作电路中存在电感，这里在分析晶闸管阻断恢复过程中载流子运晶闸管反向电流幅值从反向电流峰值迅速减小为动特性和PN结变化规律的基础上，结合晶闸管零的过程中．电感上会产生很高的感应电压，感应实际工作电路，提出用描述动植物自然生长过程电压和电源电压叠加后作用在晶闸管两端，使晶的logistic曲线来建立晶闸管反向恢复非线性电闸管承受很高的反向过冲电压。若反向过冲电压阻模型的方法．并通过仿真与实验结果的对比证过大。则会导致晶闸管损坏。为了抑制反向过冲电明了模型的正确性和准确性。压．晶闸管两端都并联有阻容吸收回

8、路fl_。1。文献【4】提出用非线性电流源来建立反映晶闸2原理与设计2．1晶闸管反向恢复机理晶闸管的反向恢复过程与其工作电路密切相基金项目：国家电网公司科技项目(SGRI—PG一7l一12—002)：关。通常在电力电子设备里，晶闸管的工作电路中国家863高技术研究发展计划(2012AA052701)定稿