基于驱动信号同步的串联IGBT动态均压方法
2012-09-20李杨李博罗洋重庆市电力公司江北供电局重庆4047英国纽卡斯尔大学重庆大学电气工程学院重庆400044
电气自动化 2012年2期
李杨,李博,罗洋(.重庆市电力公司江北供电局,重庆 4047;.英国纽卡斯尔大学;.重庆大学 电气工程学院,重庆 400044)
0 引言
绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)综合了GTR和MOSFET的优点,具有通流能力强、开关速度快、输入阻抗高、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[1]。目前,IGBT的耐压等级达到几十千伏[2],但因其价格昂贵,限制了单个IGBT在大功率高电压场合的广泛应用。文献[3]将耐压等级低的多个IGBT串联使用,不仅提高了功率变换器的电压等级,降低了成本,而且减小了开关损耗。
然而,在IGBT串联使用中存在的主要问题是驱动信号不同步引起串入的IGBT集射极电压不均衡问题,严重时会造成某个器件上出现过电压而损坏。为了保证IGBT在开关状态改变的瞬态和其进入稳定工作状态后合理的电压均衡,学者提出大量的静态和动态电压均衡措施。静态电压均衡可以通过每个器件两端并联一个均压电阻来实现[4]。而动态电压均衡是IGBT串联均压技术研究的难点。为此,国内外提出了很多动态均压电路:无源缓冲电路[4]、端电压钳位电路[5]、栅极电压控制[6]、栅极电流控制[7]和栅极驱动信号延时调整[8]。
文献[8]提出使用同步变压器将驱动同步的方法具有良好的均压效果,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,严重时同样会造成器件因过电压而损坏。……
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