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基于度电成本的绝缘栅双极型晶体管模块的冗余设计 被引量：2
1
作者 聂伟 王华君 何昌国 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第3期240-246,共7页
在海上风电变流器中,IGBT模块等功率器件是容易失效的部件之一。海上风电场的恶劣环境对风电变流器的可靠性提出了更高的要求。为了提高风电变流器整体的可靠性,提出了风电变流器IGBT模块的3种冗余设计方案和相应的控制策略;并对3种冗... 在海上风电变流器中,IGBT模块等功率器件是容易失效的部件之一。海上风电场的恶劣环境对风电变流器的可靠性提出了更高的要求。为了提高风电变流器整体的可靠性,提出了风电变流器IGBT模块的3种冗余设计方案和相应的控制策略;并对3种冗余设计方案的可靠性进行比较,得出了3种冗余设计方案均可提高风电变流器的运行可靠性的结论;最后使用度电成本的概念,分别计算了应用3种冗余设计方案的海上风电场20 a全寿命周期内的度电成本,得出了第一种冗余设计方案;即冗余一支桥臂,可以使整个海上风电场的度电成本最低的结论。这为以后风电变流器IGBT模块的冗余设计提供了参考。 展开更多
关键词 风电变流器 绝缘栅双极型晶体管(igbt)模块 冗余设计 度电成本
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逆导型非穿通绝缘栅双极晶体管仿真 被引量：1
2
作者 杨坤进 汪德文 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期517-520,529,共5页
仿真了逆导型(RC)非穿通-绝缘栅双极晶体管(NPT-IGBT)的器件结构及其"折回效应"现象的I-V特性曲线,研究了一些器件重要结构参数(背面阳极n+区域与p+区域尺寸比例Ln/Lp以及n-漂移区厚度)对所仿真的逆导型NPT-IGBT器件电流"... 仿真了逆导型(RC)非穿通-绝缘栅双极晶体管(NPT-IGBT)的器件结构及其"折回效应"现象的I-V特性曲线,研究了一些器件重要结构参数(背面阳极n+区域与p+区域尺寸比例Ln/Lp以及n-漂移区厚度)对所仿真的逆导型NPT-IGBT器件电流"折回效应"的影响。用"MOSFET+pin二极管"等效电路模型分析了仿真结果中得到的结论。结果表明,Ln/Lp与n-漂移区厚度对"折回效应"幅度影响显著。在n-漂移区厚度为60μm时,Ln/Lp尺寸比例在5/11和2/14(μm/μm)之间,"折回效应"幅度较低,并且反向二极管具有导通能力,可以成为对应RC-NPT-IGBT的工艺窗口;在n-漂移区厚度达到150μm时,"折回效应"接近消失,Ln/Lp尺寸比例可以有更宽的选择。 展开更多
关键词 绝缘栅双极晶体管(igbt) 非穿通型(NPT) 逆向导通(RC) “折回效应” 电导调制效应
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压接型IGBT器件短路失效管壳爆炸特性及防护方法 被引量：1
3
作者 周扬 唐新灵 +5 位作者 王亮 张晓伟 代安琪 林仲康 金锐 魏晓光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2350-2361,I0023,共13页
压接型绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为现有柔性直流输电设备的核心部件,在实际应用中,由于承受高电压、大电流的工作环境,容易发生短路过流失效,进而造成的结构爆炸现象。为研究这一爆炸现象的破坏效... 压接型绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为现有柔性直流输电设备的核心部件,在实际应用中,由于承受高电压、大电流的工作环境,容易发生短路过流失效,进而造成的结构爆炸现象。为研究这一爆炸现象的破坏效应及其防护,该文结合多组模拟模块化多电平工况实验,得到IGBT器件短路过流失效爆炸后外壳结构的变形特征。结合电气能量特性的分析和实际爆炸失效形貌特点,建立该IGBT器件结构的数值仿真模型,初步确定实际爆炸过程中的等效TNT爆炸当量。在此基础上,从提高结构自身抗爆能力、增加能量外泄通道、替换结构材料等角度开展IGBT器件的结构优化设计,并进行相关试验验证。结果表明,将管壳的陶瓷材料替换为纤维增强复合材料可有效提高结构的防爆性能,降低器件的破坏程度。 展开更多
关键词 压接型绝缘栅双极性晶体管器件 短路失效 爆炸特性 防爆 仿真
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压接型IGBT芯片的参数分散性对其并联时关断均流的影响 被引量：1
4
作者 曹子楷 崔翔 +4 位作者 代安琪 李学宝 范迦羽 詹雍凡 唐新灵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1913-1923,I0021,共12页
压接型绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的多芯片并联关断期间会出现严重的不均流现象,直接影响到器件的关断可靠性。文中重点研究压接型IGBT芯片参数对其并联时关断均流的影响,首先,根据IGBT单芯片的关断机... 压接型绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的多芯片并联关断期间会出现严重的不均流现象,直接影响到器件的关断可靠性。文中重点研究压接型IGBT芯片参数对其并联时关断均流的影响,首先,根据IGBT单芯片的关断机理和波形,分析芯片参数对IGBT单芯片关断各个阶段内集电极电流变化的影响规律;其次,定义多芯片并联关断波形中出现的第一类及第二类电流竞争峰谷,建立针对第一类电流竞争峰谷的随机分布模型,获得芯片参数以及并联数目对关断均流的影响规律,通过并联双芯片的双脉冲实验,验证所得规律的有效性;最后,结合分析结果提出阈值电压与饱和压降的相互补偿以及保持阈值电压差与跨导差异号等芯片筛选建议。研究成果可以为并联压接型IGBT芯片的参数筛选工作提供指导。 展开更多
关键词 压接型绝缘栅双极晶体管 关断均流 芯片参数 筛选建议
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压接型IGBT内部栅极电压一致性影响因素及调控方法 被引量：2
5
作者 张冠柔 傅实 +4 位作者 彭程 李学宝 唐新灵 赵志斌 崔翔 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第5期393-401,共9页
压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动印制电路板(PCB)寄生参数不一致会引起瞬态过程中内部IGBT芯片栅极电压不一致,芯片不能同时开通,造成芯片的瞬态不均流。结合压接型IGBT驱动PCB结构及运行工况,建立了包含驱动源、芯片模型、驱动PCB... 压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动印制电路板(PCB)寄生参数不一致会引起瞬态过程中内部IGBT芯片栅极电压不一致,芯片不能同时开通,造成芯片的瞬态不均流。结合压接型IGBT驱动PCB结构及运行工况,建立了包含驱动源、芯片模型、驱动PCB的一体化电路模型,分析了栅极内电阻、栅射极电容以及驱动电阻对驱动电压一致性的影响。在此基础上提出了驱动PCB电感匹配、并联芯片数匹配以及集中电阻补偿的驱动PCB的调控方法,以实现对栅极电压一致性的有效调控。研究表明驱动电阻是造成芯片栅极电压不一致的主要因素。利用上述调控方法可将芯片开通时间的不均衡度由79.2%分别降低至2.86%、7.1%和7.5%,实验验证了所提出的驱动PCB调控方法的有效性。 展开更多
关键词 压接型绝缘栅双极晶体管(igbt) 并联均流 栅极电压一致性 驱动印制电路板(PCB) 布线原则 调控方法
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基于SVMD-BKA-Transformer的IGBT寿命预测模型
6
作者 邓阳 柴琳 汪亮 《半导体技术》 北大核心 2025年第7期698-706,共9页
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在持续运行过程中易老化失效,引发电力电子装置故障,因此需对IGBT进行寿命预测。提出了一种改进模型用于IGBT寿命预测。首先,以集射极关断尖峰电压(V_(ce-p))为退化特征,对IGBT进行功率循环加速老化试验;获取... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在持续运行过程中易老化失效,引发电力电子装置故障,因此需对IGBT进行寿命预测。提出了一种改进模型用于IGBT寿命预测。首先,以集射极关断尖峰电压(V_(ce-p))为退化特征,对IGBT进行功率循环加速老化试验;获取相关参数数据并进行处理;利用逐次变分模态分解(SVMD)技术将退化特征数据分解为多个模态。其次,构建Transformer模型,并采用黑翅鸢算法(BKA)寻找其最优超参数以提升预测精度。最后,通过实际IGBT退化特征数据对所提模型进行性能验证。实验结果表明,SVMD-BKA-Transformer模型提升了预测精度:决定系数(R^(2))达到0.9583,平均绝对误差(MAE)降至0.0295 V,均方根误差(RMSE)减小至0.0365 V,性能优于对比模型。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 寿命预测 模态分解 黑翅鸢算法(BKA) TRANSFORMER
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基于多层级模拟的压接型IGBT器件短路失效机理分析 被引量：4
7
作者 李辉 余越 +3 位作者 姚然 赖伟 向学位 李金元 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期2392-2403,共12页
压接型绝缘栅双极晶体管(press pack insulated gate bipolar transistor,PP-IGBT)器件具有功率密度高、短路失效等优势,已被广泛应用于柔性直流输电换流阀中。现有压接型IGBT器件短路失效研究主要基于宏观测试结果,难以揭示由微观材料... 压接型绝缘栅双极晶体管(press pack insulated gate bipolar transistor,PP-IGBT)器件具有功率密度高、短路失效等优势,已被广泛应用于柔性直流输电换流阀中。现有压接型IGBT器件短路失效研究主要基于宏观测试结果,难以揭示由微观材料失效诱发器件短路失效的机理,该文基于圧接型IGBT器件短路测试结果,提出压接型IGBT器件短路失效机理的多层级模拟方法。首先,搭建短路冲击实验平台,基于短路实验获取失效发生条件与失效芯片;其次,建立压接型IGBT宏观器件——介观元胞模型,研究圧接型IGBT器件短路失效时器件–元胞复合应力变化规律;最后,建立微观元胞铝–硅界面分子动力学模型,分析短路失效发生条件,揭示短路失效机理,并提出芯片失效部位相对概率分布。结果表明,短路工况下芯片靠近栅极的有源区边角是最容易发生失效的薄弱区域,铝、硅材料失效是导致压接型IGBT器件短路失效的直接原因。 展开更多
关键词 压接型绝缘栅双极晶体管器件 短路失效 多层级模拟 失效机理
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柔直用压接型高压IGBT导通压降演化规律研究 被引量：5
8
作者 张健 余超耘 +3 位作者 刘琛硕 薛鑫 占草 祝令瑜 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期78-85,共8页
MMC子模块中的高压功率器件绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)在长期运行工况下逐渐发生热老化,最终导致器件失效。因此,研究IGBT的状态监测技术对于MMC的可靠运行具有重要意义。目前的文献压接型IGBT导通压... MMC子模块中的高压功率器件绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)在长期运行工况下逐渐发生热老化,最终导致器件失效。因此,研究IGBT的状态监测技术对于MMC的可靠运行具有重要意义。目前的文献压接型IGBT导通压降演化规律研究较少,文中搭建了压接型IGBT功率循环试验平台,并在功率循环试验过程中同时监测得到不同热老化程度下的器件导通压降和门极电流,利用试验得到的结温与门极电流的线性关系将导通压降归一化到同一结温下,从而剥离结温对导通压降的影响。结果表明,导通压降随着热老化程度呈现上升的趋势,变化范围大致在10%以内。最后,将老化失效的两个IGBT解体,发现器件内部物理结构发生变化,芯片表面发现局部烧蚀甚至熔化。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 功率循环 老化机理 压接型绝缘栅双极型晶体管 结温计算
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压接型IGBT器件封装内部多物理场耦合问题研究概述 被引量：22
9
作者 张一鸣 邓二平 +5 位作者 赵志斌 崔翔 唐新灵 任斌 傅实 李金元 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期6351-6364,共14页
压接型绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolar transistor,IGBT)器件相对传统焊接式IGBT模块而言具有功率密度大、可靠性高、易于串联和失效短路等优点,现已逐步应用到高压直流输电等高压大功率应用场合。在压接型IGBT器件中,各组件... 压接型绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolar transistor,IGBT)器件相对传统焊接式IGBT模块而言具有功率密度大、可靠性高、易于串联和失效短路等优点,现已逐步应用到高压直流输电等高压大功率应用场合。在压接型IGBT器件中,各组件通过外施压力堆叠在一起形成电学和热学接触,内部除温度场和电磁场外,还需考虑应力场的作用,各场通过耦合变量形成联系,构成了一个复杂、非线性的多物理场耦合问题,给建模与计算带来了巨大挑战。该文对近年来国内外压接型IGBT器件多物理场耦合问题的研究现状进行综述,建立多物理场问题的数学描述,并梳理考虑多子模组相互作用的耦合关系,提炼多物理场耦合问题中的难点,即耦合关系的建模及对比分析、多物理场耦合问题的准确描述与简化及多物理场耦合算法的改善等。文中针对这些难点,在总结现有研究成果的基础上,指出今后需要深入研究的重点问题,借鉴相关领域研究成果,给出可能的解决方案。 展开更多
关键词 压接型绝缘栅双极型晶体管器件 接触问题 多物理场耦合 耦合变量 简化模型
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高功率密度3600A/4500V压接型IGBT研制 被引量：16
10
作者 刘国友 窦泽春 +2 位作者 罗海辉 覃荣震 黄建伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期4855-4862,共8页
该文基于柔性直流输电对大容量压接型绝缘栅双极晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）的应用需求,首创大尺寸方形陶瓷压接外壳、21×21mm2大尺寸高性能IGBT及其配套快速恢复二极管（fast recovery diode,FRD）芯片、... 该文基于柔性直流输电对大容量压接型绝缘栅双极晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）的应用需求,首创大尺寸方形陶瓷压接外壳、21×21mm2大尺寸高性能IGBT及其配套快速恢复二极管（fast recovery diode,FRD）芯片、独特结构的压接子单元,大幅度降低了芯片损耗、提高了单芯片电流容量;解决压接封装中的压力均衡、芯片均流等关键技术难题,成功研制高功率密度3600A/4500V压接型IGBT,具有导通损耗低、开关能力强、双面散热、失效短路的优点,功率容量与功率密度提高到一个新的水平,满足柔性直流输电应用需求。 展开更多
关键词 高功率密度 压接型 绝缘栅双极晶体管 快速恢复二极管
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高压大功率IGBT短路失效机理及保护技术研究综述
11
作者 冯甘雨 李学宝 +3 位作者 陶琛 孙鹏 赵志斌 陈兵 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5044-5067,共24页
高压大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为柔性直流输电工程中的核心器件,若其在运行过程中发生短路故障,将严重威胁换流装备甚至输电系统的安全可靠运行。因此,构建IGBT短路故障模拟方法,明晰短路失效机理,探究短路保护方法对提高IGBT... 高压大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为柔性直流输电工程中的核心器件,若其在运行过程中发生短路故障,将严重威胁换流装备甚至输电系统的安全可靠运行。因此,构建IGBT短路故障模拟方法,明晰短路失效机理,探究短路保护方法对提高IGBT短路强健性和系统稳定性具有重要意义。首先,系统地介绍了IGBT的常见典型短路故障及模块化多电平换流器(MMC)应用工况条件下的短路故障类型,分析了相应的短路应力特征。归纳和总结了针对不同短路故障类型的短路故障模拟电路,并分别对其运行原理进行了详细介绍。其次,从芯片级和封装级两个层面系统梳理了IGBT的短路失效模式及失效机理,并探讨了相关影响因素。再次,介绍了多种短路故障检测和保护及技术及其应用特点,讨论了不同应用场景下各检测技术的适用性和有效性。最后,对IGBT短路可靠性的研究难点与应用趋势进行了展望。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 短路故障 失效机理 短路保护
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IGBT器件级物理模型的FPGA设计与实现及在环验证
12
作者 张驾祥 谭会生 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第4期330-340,共11页
基于硬件在环(HIL)仿真,研究了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件级Hefner物理模型及其求解算法与优化方法,在现场可编程门阵列(FPGA)上设计并实现了Hefner优化模型,并基于PYNQ框架对其进行了在环验证。首先,分析并仿真了Hefner物理模型与... 基于硬件在环(HIL)仿真,研究了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件级Hefner物理模型及其求解算法与优化方法,在现场可编程门阵列(FPGA)上设计并实现了Hefner优化模型,并基于PYNQ框架对其进行了在环验证。首先,分析并仿真了Hefner物理模型与其求解算法,提出并训练了一个前馈神经网络用以拟合模型中的一组非线性函数;接着,在FPGA上设计并验证了Hefner优化模型IP核,并使用基于PYNQ框架的FPGA在环验证方法对其进行了板级验证;最后,用IKW50N60H3和FGA25N120两种型号的IGBT器件对IP核进行了实例验证。结果表明,Hefner优化模型能准确地反映IGBT的开关瞬态特性;在Zynq 7020芯片的处理器系统(PS)端运行PYNQ框架,可编程逻辑(PL)端时钟频率为100 MHz时,实现60 000个时间步长的时间为212 s,是软件运行同样次数所用时间(341 s)的62%,FPGA加速明显。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(igbt) Hefner物理模型 神经网络拟合 现场可编程门阵列(FPGA) 在环验证
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一种带有p型阻挡层的新型阳极短路IGBT结构
13
作者 于佳弘 李涵悦 +3 位作者 谢刚 王柳敏 金锐 盛况 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期679-683,共5页
提出了一种可应用于高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的新型阳极短路IGBT结构。在n型截止区设计一个p型阻挡层,增加了集电极区域的短路电阻,从而完全消除传统阳极短路型IGBT开启时正向导通压降的回跳效应。p型阻挡层的位置对消除导通... 提出了一种可应用于高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的新型阳极短路IGBT结构。在n型截止区设计一个p型阻挡层,增加了集电极区域的短路电阻,从而完全消除传统阳极短路型IGBT开启时正向导通压降的回跳效应。p型阻挡层的位置对消除导通压降回跳现象至关重要。详细讨论了p型阻挡层的高度、宽度和水平位置对器件电学特性的影响。仿真结果表明,将一个传统结构的阳极短路型IGBT和一个具有高度为4μm、宽度为3μm的p型阻挡层的新型阳极短路型IGBT结构对比,在门极驱动电压为15 V的情况下,器件的正向导通压降从传统的4.60 V下降到3.95 V,关断时间从354 ns减少到305 ns。所提出的新结构能进一步有效折中IGBT器件正向压降与关断时间的矛盾关系。 展开更多
关键词 回跳现象 阳极短路绝缘栅双极型晶体管(igbt) p型阻挡层 正向导通压降 关断时间
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一种符合欧姆定律的IGBT等效电阻模型 被引量：11
14
作者 贾英杰 罗毅飞 +2 位作者 肖飞 刘宾礼 黄永乐 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期310-317,共8页
有限元仿真普遍通过求解电流守恒方程来实现对电流场的计算,计算方法上符合欧姆定律,即电流与电压呈正比关系。IGBT的电气特性本质上区别于纯导体,芯片的电导率也不等同于芯片材料的电导率,因此无法直接应用于有限元仿真。针对这一问题... 有限元仿真普遍通过求解电流守恒方程来实现对电流场的计算,计算方法上符合欧姆定律,即电流与电压呈正比关系。IGBT的电气特性本质上区别于纯导体,芯片的电导率也不等同于芯片材料的电导率,因此无法直接应用于有限元仿真。针对这一问题,该文首先通过最小二乘法对IGBT的V-I特性曲线进行了分段线性化处理,并通过函数转换构建了一种在计算方法上符合欧姆定律的IGBT等效电阻模型。然后进一步将IGBT芯片的等效电阻转换为等效电导率,构建了基于有限元的IGBT电热耦合模型。最后通过短时变电流的单脉冲测试对所建立的模型进行了验证。实验结果表明:所提出的建模方法可以在满足欧姆定律基本算法的基础上,对电流连续变化工况下的IGBT电热特性进行准确表征。 展开更多
关键词 有限元法 V-I特性 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 等效电阻 电热耦合
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逆变器中IGBT功率模块的电热联合仿真模型 被引量：10
15
作者 姚芳 王少杰 李志刚 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期440-445,472,共7页
功率半导体器件是逆变器中失效率最高的部分,计算功率器件的损耗与结温对预测功率器件的寿命具有重要意义。分别从损耗计算和热路计算两个方面简述了逆变器中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率模块及其反并联二极管的电热模型的计算原理,并... 功率半导体器件是逆变器中失效率最高的部分,计算功率器件的损耗与结温对预测功率器件的寿命具有重要意义。分别从损耗计算和热路计算两个方面简述了逆变器中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率模块及其反并联二极管的电热模型的计算原理,并搭建了该电热联合仿真模型,进而得到IGBT与反并联二极管的损耗波形与结温波形。将仿真得到的结果与利用电力电子仿真软件PLECS中自带的IGBT模块搭建的逆变器的仿真结果对比,验证了该模型的合理性与准确性,并大大缩短了仿真时间。将在某风电场中获得的逆变器输出电流输入仿真模型中,得到IGBT的结温曲线,可以为IGBT寿命预测等研究提供数据支持。 展开更多
关键词 电热联合 仿真 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 损耗 结温
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IGBT模块直接串联电压均衡驱动控制技术 被引量：5
16
作者 李伟邦 范镇淇 +1 位作者 侯凯 刘建平 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期148-154,共7页
高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块直接串联技术是实现柔性直流输电、高压直流断路器等高压大功率控制设备的一个重要基础,其中最难解决的是串联IGBT模块之间的电压均衡问题。文中分析了电压不平衡的机制,得出了实现电压均衡的关键在于... 高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块直接串联技术是实现柔性直流输电、高压直流断路器等高压大功率控制设备的一个重要基础,其中最难解决的是串联IGBT模块之间的电压均衡问题。文中分析了电压不平衡的机制,得出了实现电压均衡的关键在于解决断态电压不平衡和关断电压不平衡问题,门极侧均衡控制方法是较好的解决手段。对基于有源电压控制技术的驱动设计和基于延时补偿的控制策略进行了探讨,并分别采用在有源区对关断波形进行跟随控制和补偿IGBT器件间关断延时的方法,有效实现了串联器件的电压均衡。最后,通过6只3 300V/1 200AIGBT模块直接串联的阀段脉冲和基于该阀段的三相换流阀运行测试,对这两种方法进行了验证,所述方法获得了较好的电压均衡效果。 展开更多
关键词 柔性直流输电 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 模块串联 电压不平衡 有源电压控制 延时补偿
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IGBT串联型逆变器定角控制的建模与仿真 被引量：5
17
作者 李亚斌 彭咏龙 李和明 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2005年第1期9-13,共5页
分析了串联型逆变器定角控制的必要性,提出了一种定角控制的频率跟踪方法,并对其实现进行了研究。以MATLAB／Simulink为仿真工具,建立了以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为开关器件的串联型逆变器仿真模型,对提出的定角控制方法进行了仿真验... 分析了串联型逆变器定角控制的必要性,提出了一种定角控制的频率跟踪方法,并对其实现进行了研究。以MATLAB／Simulink为仿真工具,建立了以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为开关器件的串联型逆变器仿真模型,对提出的定角控制方法进行了仿真验证。仿真结果表明该定角控制方法是可行的,能够使串联型逆变器在较宽的频率范围内保持功率因数角恒定。 展开更多
关键词 逆变器 串联型 igbt 开关器件 功率因数角 频率跟踪 MATLAB/Simulink 绝缘栅双极型晶体管 仿真验证 频率范围
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缓变场终止型IGBT特性的仿真 被引量：2
18
作者 匡勇 贾云鹏 +4 位作者 金锐 吴郁 屈静 苏洪源 李蕊 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期29-33,43,共6页
为改善场终止型绝缘栅双极型晶体管（FS-IGBT）电场终止能力的可靠性,对一种缓变场终止型绝缘栅双极型晶体管（GFS-IGBT）的特性进行了仿真研究。与传统FS-IGBT的突变场终止层不同,GFS-IGBT所具有的场终止层是一个厚度为20-30μm,峰值... 为改善场终止型绝缘栅双极型晶体管（FS-IGBT）电场终止能力的可靠性,对一种缓变场终止型绝缘栅双极型晶体管（GFS-IGBT）的特性进行了仿真研究。与传统FS-IGBT的突变场终止层不同,GFS-IGBT所具有的场终止层是一个厚度为20-30μm,峰值掺杂浓度为3.5×10^15cm^-3的缓变场终止层。采用Sentaurus TCAD仿真软件,对600 V/20 A的FS-IGBT与GFS-IGBT和非穿通型IGBT（NPT-IGBT）在导通、开关和短路特性等方面进行了对比仿真。结果表明,在给定的参数范围内,GFS-IGBT具有更低的通态压降、良好的关断电压波形以及更小的关断能耗。最后介绍了一种针对600 V IGBT器件的缓变场终止结构的制造技术。 展开更多
关键词 缓变掺杂 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 通态压降 关断损耗 场终止结构
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一种改进的柔性直流系统IGBT行为模型 被引量：3
19
作者 宋鹏程 张黎 +2 位作者 邹亮 赵彤 孙优良 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S01期200-208,共9页
在柔性直流换流站中,换流阀中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开关暂态过程是产生电磁干扰的重要原因之一,这些高频的电磁干扰会对换流站内关键设备的正常运行产生不利的影响。目前,在IGBT开关暂态过程建模中普遍采用行为模型,该模型虽然在... 在柔性直流换流站中,换流阀中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开关暂态过程是产生电磁干扰的重要原因之一,这些高频的电磁干扰会对换流站内关键设备的正常运行产生不利的影响。目前,在IGBT开关暂态过程建模中普遍采用行为模型,该模型虽然在仿真速度、通用性等方面有很大优势,但却存在仿真精度较低等缺点。针对现有行为模型的不足,该文提出一种基于矢量匹配法的改进行为模型,利用矢量匹配法这种高效稳定的有理函数拟合方法对行为模型中仿真精度较低阶段的波形进行拟合,并将拟合后的公式在时域内等效为简单电路的形式,然后与传统行为模型相结合,得到更加精确的IGBT暂态模型。最后,该文在仿真软件中搭建改进的行为模型,并进行仿真波形与实验波形的对比与误差分析,结果证明所提出模型精度较传统模型有较大的提高。 展开更多
关键词 柔性直流输电 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 矢量匹配 行为模型
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适用于变流装置电路仿真的IGBT分段瞬态模型 被引量：2
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作者 朱庆祥 罗毅飞 +1 位作者 刘宾礼 肖飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2806-2814,共9页
绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)瞬态模型对电力电子系统的分析与设计具有重要意义。目前,考虑精度与仿真效率,物理模型与现有行为模型均难以满足复杂电路的仿真要求。针对这一问题,基于IGBT开通、关断瞬... 绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)瞬态模型对电力电子系统的分析与设计具有重要意义。目前,考虑精度与仿真效率,物理模型与现有行为模型均难以满足复杂电路的仿真要求。针对这一问题,基于IGBT开通、关断瞬态的物理机理,对其开关过程进行分段表征,提出了一种可适用于复杂电路仿真,且能反映不同电压、电流、温度下IGBT开关瞬态特性的分段模型,并在Simulink软件实现了对复杂电路的仿真。最后,通过与物理模型以及实验数据的对比,对所建立模型的有效性进行了验证。结果表明,所提出的模型可以在不同电压、电流、温度等工况下实现IGBT开关瞬态特性的准确表征,且能用于如逆变拓扑等复杂电路的仿真,模型的仿真效率和仿真精度较好。该模型能够为器件的多时间尺度建模和仿真提供重要支撑。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 开关瞬态 行为模型 电路仿真 分段模型 变流装置
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