igbt电阻组合均压控制方法

《igbt电阻组合均压控制方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、IGBT电阻组合均压控制方法梁康王朝立上海理工大学光学与计算机工程学院绝缘栅双极型晶体管（IGBT）串联技术是提高大功率电力电子设备电压等级与容量的有效方法，而其应用的关键在于保证瞬态电压的平衡。为了达到这个0的,通过对IGBT开关本身特性的分析，设计出由数字电路（FPGA）控制的多路电阻组合驱动的方法对IGBT串联电压进行平衡，并介绍了电阻组合均压控制方法的工作过程。仿真分析表明：在驱动有延时的情况下，此方案可以有效地抑制1GBT串联电压不均衡的现象，对工程实际应用有很好的参考价值。关键词：绝缘栅双极型品体管;门极驱动;电压平衡;基金：国家电网公司总部科

2、技项目AmethodforvoltagebalancingofseriesconnectedIGBTSwithresistorcombinationLIANGKangWANGChaoliSchoolofOpticsandComputerEngineeringShanghaiUniversityofScienceandTechnology;Abstract：1GBTseriestechnologyisaneffectivemethodtoimprovethevoltagelevelandcapacityofhighpowerelectronicequipme

3、nt.ThekeytotheapplicationofIGBTseriestechnologyistoensurethetransientvoltagebalance.BasedontheanalysisoftheTGBTswitchingprocess,itusesFPGAtochangethegatedriverresistorcontrolledanddesignsawaytobalancestheIGBTseriesvoltage.ThismethodadjuststheIGBTdriveresistoraccordingtothevoltaged

4、ifferencebetweeneachIGBTinseries,andrealizesIGBTtoimprovethespeedandthedegreeofloss.SimulationanalysisshowsthattheschemecaneffectivelyrestraintheunbalanceofIGBTscriesvoltageinthecaseofdrivingdelay,andhaveagoodreferencevalueforpracticalapplicationoftheproject.Keyword：IGBT;gatedrive

5、r;voltagesharing;近年来，电力电子设备屮电压等级的提高与容量的增长速度很快，尤其是在高压直流输电、风电并网等领域。高压大容量电力电子设备需要有耐高压、开关速度快的半导体器件，其中的绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor,IGBT)广泛应用在高压大容量的电力电子设备中，但是目前单个TGBT的电流、电压等级远远达不到应用的要求。TGBT串联应用是解决此问题的有效方法，目前国闪外对IGBT串联应用都进行丫一定的研宄。在1GBT串联运行时，由于驱动信号延时、自身特性的差异、杂散电磁干扰等，会造成串联器件之间

6、电压分配不均衡的现象U1，严重时会导致IG-BT器件因过压而损坏。关于IGBT串联均压的技术，国内外的研究□取得了一定的成果。平衡TG-BT串联电压的主要方法有无源缓冲控制H1、门极电压控制［5-6］、门极嵌位控制［7-9］、驱动信号延迟控制等。无源缓冲电路主耍由KCD缓冲电路构成，主耍作用是在1GBT关断过程中降低集射极电压变化率，从而抑制电压不均衡度并限制过电压。从能量损耗上来说，RCD缓冲电路把IGBT过压部分的能量转移到缓冲电路中，使得电路损耗过高，尤其在高压大功率TGBT上体现更明显。从开关速度上来说，此方案无论在TGBT有无过压情况下，IG-B

7、T关断过程都因为集射极电压变化速率慢从而降低了开关速度。总的来说，此方案不适合用于大功率、高频的串联1GBT。门极控制方法较多，电路复杂。各种电路拓扑在控制精度、电路损耗、复杂程度及均压效果方面各有利弊。其中有源嵌位方法的电路结构简单、可靠性高，但是这种方案阀值电压唯一iL设置困难，因为阀值电压过高或过低对于串联TGBT均压效果都有一定的影响。本文主要通过对1GBT开关特性的分析，设计出一种利用数字电路(EPGA)动态调节门极驱动电阻的方法。因为是利用FPGA作为控制芯片以及多重组合电阻作为驱动电阻，所以此方法能在有效保证IGBT开关速度快速性的同时，还具

8、有足够的灵活性。此方案可以有选择性地改变IGBT集射极电压变化率，