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基于IGBT开关过程的变流器杂散电感分析方法

2017-06-05肖文静代同振

电源学报 2017年3期

肖文静,唐 健,代同振

(中国东方电气集团有限公司中央研究院,成都610000)

基于IGBT开关过程的变流器杂散电感分析方法

肖文静,唐 健,代同振

(中国东方电气集团有限公司中央研究院,成都610000)

在IGBT关断的瞬态过程中,变流器杂散电感会使 IGBT的集、射极之间产生较高的电压尖峰,从而造成较大的电磁干扰,甚至导致IGBT损坏。若能测量变流器杂散电感,则可在一定程度上预估该电压尖峰,并设计适当的缓冲电路。本文分析了IGBT开通和关断瞬态过程中各阶段的电压和电流,提出了一种优化的基于IGBT开关过程的大功率变流器杂散参数分析方法。通过双脉冲测试方法对西门康功率器件SKM400GAL176D的开关过程进行测试,获取其开通和关断瞬态过程曲线,利用前述方法计算出母排杂散电感。将计算结果与仿真软件提取结果、E4980A阻抗分析仪测试结果进行对比,验证了该方法的准确性与实用性。

杂散电感;绝缘栅双极性晶体管(IGBT);双脉冲测试

在大功率变流器中,由于元器件和直流母排存在杂散参数,IGBT开通和关断过程中会产生较大的电压和电流尖峰,特别是IGBT关断瞬间集射极间的电压尖峰很大,增大了开关损耗[1],产生较强的电磁干扰[2],甚至引起电路谐振[3]。大功率变流器中的杂散参数包括母线电容寄生电感、母排杂散电感和电阻、开关器件引线电感和连接螺栓杂散电感等,其中影响IGBT开关特性的主要是母排杂散电感[1-5]。

为了降低母排杂散电感,目前大功率变流器中普遍采用叠层母排[3-5],以降低关断电压尖峰,减小缓冲电路的压力。……

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