碳化硅MOSFET用于500V低压直流断路器的可行性研究*

2017-12-21丁锐石新春

电测与仪表 2017年14期

丁锐，石新春

（华北电力大学新能源与电力系统国家重点实验室，河北保定071003）

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低压直流电网具有电源转换效率高、成本低、节约空间和供电可靠性高等一系列优点，未来有望作为交流电网的重要补充而实现大规模的应用。现今制约低压直流电网发展的一个重要因素是直流断路器。由于直流电弧没有过零点，开断较为困难。至今，所有商业化的直流断路器均基于人为创造过零点的原理达到开断直流电流的目的，它们常用于负荷电流的关合与开断，而对短路电流的开断能力很低。所以，如何提高直流断路器的开断容量成为了一道复杂的难题，这也是直流断路器发展所面临的一大挑战。

另外，在系统发生故障时直流断路器不仅能开断故障电流，而且要求其速度远快于交流断路器，以防止损坏昂贵的用电设备。缺乏能快速可靠切断短路电流的直流断路器始终是一大瓶颈，制约着低压直流电网的快速发展，因此，研发具有可靠、快速切断短路电流的直流断路器已成为紧迫的任务。现有材料在研制断路器时很难同时满足开断容量和开断时间的需求。近些年随着碳化硅MOSFET研究的不断成熟，其具有低导通阻抗、击穿电压高、耐高温、开断速度快等优点而备受关注，其优异的开断性能有望作为研制低压直流断路器的理想选择［1-4］。