祁美华，徐善伟，侯姗，3

(1.晋中职业技术学院，山西 晋中 030600;2.太原理工大学，山西 太原 030024;3.中北大学，山西 太原 030051)

1 引言

高压大功率线路中，要求功率器件具有较高的耐压值，单一器件往往很难满足这一要求。利用功率器件串联均压可以简单有效地解决这一问题。它不仅保证了功率器件的变换效率，减小系统尺寸，还拓宽了器件的应用领域。例如晶闸管和门极可关断晶闸管器件的串联形式已被应用于高压直流电路和高压逆变器等设备中。然而，晶闸管等传统器件存在功率损耗大和开关速度慢等缺点，导致了它们无法在日益受到重视的PWM变流装置中得到应用。IGBT是20世纪80年代初出现的一种新型半导体功率器件，它不仅具有电压控制输入特性、低阻通态输出特性，还具有高输入阻抗、电压驱动、无二次击穿和安全工作区宽等优点，可以在众多领域替代电力晶体管GTR和功率MOSFET等器件。同时，由于它的结构特性，决定了它具有高速开关的能力，可以满足PWM变流技术的要求。应用IGBT的PWM变流器具有如下特点:(1)较高的系统工作频率;(2)电路结构更紧凑;(3)缓冲电路的功率损耗减小;(4)驱动电路简单。

然而，IGBT耐压值低这一缺点，限制了它在需求日益增多的高压设备中的应用，尽管一些厂家研制了高压IGBT，但其只能在一定程度上解决耐高压的问题，应用范围有限。IGBT串联使用是一种较为有效的提高耐压的方法。理论上，在IGBT器件参数触发时间相同的情况下，根据相应的耐压值，可以将任意多的器件进行串联使用以满足实际需要，而且同为提高耐压的方法，器件直接串联所构成的变流电路远比多重化和多电平等方法简单。……