黄华震 仝 涵 王宁燕 卢铁兵

考虑寄生振荡的IGBT分段暂态模型对电磁干扰预测的影响分析

黄华震1仝 涵1王宁燕2卢铁兵1

（1. 新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学）北京 102206 2. 国网福建电科院 福州 350003）

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开关过程的d/d和d/d是影响换流器电磁干扰（EMI）水平的主要因素。IGBT的寄生振荡是高频EMI的重要组成部分，振荡频点处会出现EMI峰值。该文提出一种考虑寄生振荡的IGBT分段暂态模型，分析回路寄生参数和器件非线性电容对开关特性的影响，分别计算不同阶段的电流和电压变化率。搭建二极管钳位感性负载测试平台，获取IGBT的电流和电压波形，分析对比分段模型和实际波形的频谱特性。最后，通过实验验证了模型中的振荡过程是影响电流频谱特性的关键，且采用器件电容gc的三段等效模型可以显著提高电压频谱预测的准确度。该文提出的模型提高了IGBT干扰源频谱的预测准确度，可用于评估实际换流器发射的EMI水平。

绝缘栅双极型晶体管 分段暂态模型 寄生振荡 频谱

0 引言

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）自1985年得到实际应用后，逐渐成为电力电子的主流器件[1]。经过三十多年的研究与发展，IGBT技术已经较为成熟，在直流输电工程、铁路、变速驱动器等领域得到了广泛应用。近年来，以IGBT作为核心器件的模块化多电平换流器（Module Multilevel Converter, MMC）柔性直流输电技术发展迅速，在分布式能源并网、孤岛供电、城市电网供电和多端直流电网等多种应用场合都具有重要意义[2-6]。……