逆阻型绝缘栅双极晶体管研究进展 被引量：2

1

作者 张广银 沈千行 +3 位作者 张须坤 田晓丽 卢烁今 朱阳军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期721-729,共9页

逆阻型绝缘栅双极型晶体管(RB-IGBT)是一种新型的IGBT器件,它是将IGBT元胞结构与耐高压的二极管元胞结构集成到同一个芯片上。RB-IGBT相比于传统的IGBT串联一个二极管的模式,具有总通态压降低、成本低、总功耗低和电路结构简单等诸多优... 逆阻型绝缘栅双极型晶体管(RB-IGBT)是一种新型的IGBT器件,它是将IGBT元胞结构与耐高压的二极管元胞结构集成到同一个芯片上。RB-IGBT相比于传统的IGBT串联一个二极管的模式,具有总通态压降低、成本低、总功耗低和电路结构简单等诸多优点。自从被提出以来,RB-IGBT在结构设计和加工工艺方面不断得到改进,其性能不断提升,使得RB-IGBT拥有更为广阔的应用前景。综述了RB-IGBT的发展历程和双向耐压原理,重点阐述了不断改进的RB-IGBT结构和国际上采用的加工工艺。针对热预算、工艺难度和工艺成本等,分析了不同工艺技术的优缺点,重点探讨了工艺的实现方式。对RB-IGBT的发展趋势进行了分析和预测,认为混合隔离技术和漂移区的改进将是下一代RB-IGBT的发展方向。 展开更多

关键词 功率器件 逆阻型绝缘栅双极型晶体管(RB-IGBT) 反向阻断 隔离技术 终端 混合隔离

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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

2

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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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

3

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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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

4

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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高压大功率IGBT器件绝缘结构的电场计算研究综述 被引量：2

5

作者 刘招成 崔翔 +2 位作者 李学宝 马楚萱 赵志斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期214-230,I0018,共18页

随着高压直流输电技术的发展,高压大功率绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件被广泛应用于各类高压大容量电力换流和控制装备中。然而,在高压大功率IGBT器件的研制过程以及工程应用中,器件内部局部放电现... 随着高压直流输电技术的发展,高压大功率绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件被广泛应用于各类高压大容量电力换流和控制装备中。然而,在高压大功率IGBT器件的研制过程以及工程应用中,器件内部局部放电现象乃至击穿现象频繁发生,给器件绝缘设计带来巨大挑战。要想实现良好器件绝缘设计,就需要获得器件内部的电场分布,因此实现器件内部电场的准确计算至关重要。文中全面回顾器件内部绝缘结构的建模和计算方法的发展历程,从封装绝缘电场计算、芯片绝缘电场计算以及芯片和封装绝缘耦合电场计算3个方面介绍相关研究的发展历程、适用范围以及相应的不足,最后展望未来器件内绝缘结构电场计算的发展方向。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管器件绝缘 封装结构 芯片终端 电场计算模型 边值问题

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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

6

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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大容量全控型压接式IGBT和IGCT器件对比分析:原理、结构、特性和应用 被引量：27

7

作者 周文鹏 曾嵘 +5 位作者 赵彪 陈政宇 刘佳鹏 白睿航 吴锦鹏 余占清 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期2940-2956,共17页

全控型压接式器件是大容量电力电子装备实现功率转换的核心,主要包括以集成门极换流晶闸管(integratedgate commutatedthyristor,IGCT)为代表的晶闸管类器件和以绝缘栅型双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)、注入增强... 全控型压接式器件是大容量电力电子装备实现功率转换的核心,主要包括以集成门极换流晶闸管(integratedgate commutatedthyristor,IGCT)为代表的晶闸管类器件和以绝缘栅型双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)、注入增强栅极晶体管(injection enhanced gate transistor,IEGT)为代表的晶体管类器件。文中首先介绍并比较IGCT与IGBT(含IEGT)的芯片结构及制作工艺,然后分析对比IGCT与IGBT(含IEGT)的工作原理及封装形式。接着从工作频率、关断能力、动态耐受、器件容量、工作损耗、驱动功率、管壳防爆特性、失效短路特性、器件可靠性等9个角度出发,系统性分析不同全控型压接式器件的工作特性,最后对其应用现状及前景进行概述及展望。 展开更多

关键词 压接式器件 绝缘栅型双极晶体管 注入增强栅极晶体管 集成门极换流晶闸管 直流电网 大容量电力电子

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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

8

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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柔直用压接型高压IGBT导通压降演化规律研究 被引量：5

9

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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1700 V精细沟槽栅IGBT器件设计 被引量：1

10

作者 郑婷婷 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第4期310-315,329,共7页

为了改善绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件关断损耗和导通压降之间的折中关系,同时降低器件制造成本,基于1 700 V电压平台设计了一种采用精细沟槽栅结构的IGBT。采用TCAD软件进行仿真,研究衬底电阻率、衬底厚度、沟槽栅深度、沟槽栅宽度、... 为了改善绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件关断损耗和导通压降之间的折中关系,同时降低器件制造成本,基于1 700 V电压平台设计了一种采用精细沟槽栅结构的IGBT。采用TCAD软件进行仿真,研究衬底电阻率、衬底厚度、沟槽栅深度、沟槽栅宽度、载流子存储层注入剂量、沟槽栅元胞结构等因素对精细沟槽栅IGBT器件性能参数的影响,确定了最优工艺参数,并对1 700 V精细沟槽栅IGBT芯片进行流片和封装。测试结果显示,相比普通沟槽栅IGBT模块,1 700 V精细沟槽栅IGBT模块在芯片面积减小34.2%的情况下,关断损耗降低了8.6%,导通压降仅升高5.5%,器件性价比得到了优化。 展开更多

关键词 精细沟槽栅结构 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) TCAD仿真 元胞结构 器件性价比

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高功率密度3600A/4500V压接型IGBT研制 被引量：16

11

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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一种带有p型阻挡层的新型阳极短路IGBT结构

12

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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碳化硅功率器件技术综述与展望 被引量：116

13

作者 盛况 任娜 徐弘毅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1741-1752,共12页

碳化硅(silicon carbide,Si C)器件作为一种宽禁带半导体器件,具有耐高压、高温,导通电阻低等优点。近20年来,Si C器件是国内外学术界和企业界的一大研究热点,该文对近些年来不同Si C器件的发展进行分类梳理,介绍二极管、结型场效应晶... 碳化硅(silicon carbide,Si C)器件作为一种宽禁带半导体器件,具有耐高压、高温,导通电阻低等优点。近20年来,Si C器件是国内外学术界和企业界的一大研究热点,该文对近些年来不同Si C器件的发展进行分类梳理,介绍二极管、结型场效应晶体管、金氧半场效晶体管、绝缘栅双极型晶体管及门极可断晶闸管器件,并对比分析器件结构及参数性能,针对关键问题展开论述。最后,对SiC器件近年的发展进行总结和展望。 展开更多

关键词 碳化硅 功率器件 二极管 结型场效应晶体管 金氧半场效晶体管 绝缘栅双极型晶体管 门极可断晶闸管

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基于电压对电流变化率的IGBT结温变化机理及监测方法 被引量：15

14

作者 罗毅飞 汪波 +1 位作者 刘宾礼 夏燕飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期38-43,共6页

为了有效监测IGBT的工作结温,通过机理分析提出了一种基于电压对电流变化率的结温在线监测方法。首先基于半导体物理论述了IGBT饱和压降UCE与电流ICE的关系,得到了UCE、ICE与结温的对应关系,然后分析了结温对d UCE/d ICE的影响机理,进... 为了有效监测IGBT的工作结温,通过机理分析提出了一种基于电压对电流变化率的结温在线监测方法。首先基于半导体物理论述了IGBT饱和压降UCE与电流ICE的关系,得到了UCE、ICE与结温的对应关系,然后分析了结温对d UCE/d ICE的影响机理,进一步得到d UCE/d ICE随结温的变化规律,且所得规律不受电压、电流绝对值以及负载的影响。实验结果表明:在IGBT饱和工作区内随着结温的升高,d UCE/d ICE呈正比例增大,d UCE/d ICE与结温之间表现出良好的线性唯一对应关系,UCE在电流不变的条件下与结温也呈线性关系,并进一步得到了完整的UCE、ICE与结温的3维关系曲线,验证了机理分析。因此可通过监测d UCE/d ICE的值来有效表征IGBT的实时结温,该方法不受负载影响,更易实现。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 电压对电流变化率 结温监测 饱和压降 基区压降 PN结压降 饱和工作区

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自适应IGBT串联均压电路设计 被引量：11

15

作者 侯凯 卢文兵 +3 位作者 姚建国 杨胜春 赵晓冬 董长城 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期61-65,共5页

单个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)由于耐压的限制,在节能和改善电网电能质量、柔性直流输电、高压变频器、静止同步补偿器,以及有源滤波器等高压大功率电能变换场合还不能满足需求,而串联使用是一种较好的解决方案。文中提出了一种适用于串... 单个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)由于耐压的限制,在节能和改善电网电能质量、柔性直流输电、高压变频器、静止同步补偿器,以及有源滤波器等高压大功率电能变换场合还不能满足需求,而串联使用是一种较好的解决方案。文中提出了一种适用于串联IGBT的自适应动态均压方案,详细分析了其工作原理,并通过仿真和实际电路对其进行了验证。在此基础上研制了一套由4组5只IGBT直接串联桥臂组成的全桥逆变演示系统,串联回路中的每只耐压1 200V的IGBT稳定工作在900V,其电压利用效率达到了75%,具有较高的实用价值。 展开更多

关键词 高压大功率电能变换 绝缘栅双极型晶体管 电力电子变换器 自适应均压 过流保护

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基于IGBT的配电变压器有载调压开关参数设计及分析 被引量：18

16

作者 周念成 苏宇 +3 位作者 王强钢 葛军凯 高俊青 张静 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期35-42,67,共9页

对比了机械式、混合式和全电力电子式配电变压器有载调压开关(OLTC)的结构特点,提出了一种基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的配电变压器OLTC电路结构和控制方案,给出了该OLTC主电路IGBT器件、过渡电路和吸收电路的参数设计方法,推导了所设... 对比了机械式、混合式和全电力电子式配电变压器有载调压开关(OLTC)的结构特点,提出了一种基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的配电变压器OLTC电路结构和控制方案,给出了该OLTC主电路IGBT器件、过渡电路和吸收电路的参数设计方法,推导了所设计OLTC的有功损耗计算式。所提方案克服了机械式OLTC动作慢、切换产生电弧等缺点,可辅助配电变压器实现快速、无弧的有载调压。搭建了仿真模型和实验平台,对OLTC的调压性能进行了测试,分析了开关参数对其有功损耗及IGBT承受电流电压的影响,将仿真、实验和理论计算结果对比,验证了所提有载调压方案的有效性。 展开更多

关键词 配电变压器 有载调压开关 绝缘栅双极型晶体管 参数设计 有功损耗

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基于有源电压控制法和无源缓冲法的IGBT串联均压技术 被引量：10

17

作者 侯凯 李伟邦 +2 位作者 范镇淇 骆健 赵晓冬 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第19期116-121,共6页

单个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)由于耐压的限制,在节能和改善电网电能质量、柔性直流输电、高压变频器、静止同步补偿器,以及有源电力滤波器等高压大功率电能变换场合还不能满足需求,而串联使用是一种较好的解决方案,但IGBT的串联使用需... 单个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)由于耐压的限制,在节能和改善电网电能质量、柔性直流输电、高压变频器、静止同步补偿器,以及有源电力滤波器等高压大功率电能变换场合还不能满足需求,而串联使用是一种较好的解决方案,但IGBT的串联使用需要解决一系列综合问题。文中结合有源电压控制(AVC)和无源电阻电容二极管(RCD)均压技术,从栅极驱动模块、参考电压波形、过流保护模块、无源缓冲电路参数计算等方面系统地描述了串联IGBT均压的综合解决方案。在此基础上研制了由4只IGBT模块串联组成的阀臂,并进行了脉冲试验,脉冲放电过程中阀臂中的每只IGBT均压稳定,电压过冲小于5%。在此基础上研制了一套3kV,600kVA的三相电压源换流器(VSC)样机,稳定地进行了额定功率的整流与逆变运行,验证了该IGBT模块直接串联技术的有效性与实用性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 模块串联 有源电压控制（AVC） 无源电阻电容二极管 （RCD）均压 电压源换流器（VSC）

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基于电压电流特性曲线的MMC子模块IGBT通态损耗在线计算方法 被引量：9

18

作者 刘黎 李康 +1 位作者 黄萌 刘懿 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期19-27,共9页

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)多运行于高压条件,需采用大量程传感器对集射极电压进行测量,但会产生较大测量误差,制约了通态损耗的准确计算。因... 模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)多运行于高压条件,需采用大量程传感器对集射极电压进行测量,但会产生较大测量误差,制约了通态损耗的准确计算。因此,针对MMC子模块中IGBT提出了一种基于电压电流特性曲线的通态损耗在线计算方法。首先,基于IGBT及二极管特性曲线参数实现了通态压降、集电极电流及结温之间关系模型的二维及三维拟合。其次,对单位电流周期内器件投切模式进行分析,实现通态损耗表达。此外,基于电热比拟相关理论,构建IGBT等效热网络模型。然后,综合考虑器件电流、导通信号及壳温等信息对结温进行反馈修正,进一步形成了IGBT通态损耗在线计算方法。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 模块化多电平换流器 特性曲线 通态压降 损耗计算

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功率器件IGBT串联的移相控制技术 被引量：8

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作者 付志红 苏向丰 周雒维 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期113-116,共4页

IGBT器件在电力装置中得到广泛应用 ,用IGBT串联提高装置对超单管耐压电源的控制是切实可行的 ,关键问题要解决IGBT串联的静态均压和动态过压问题。提出用并联电阻的办法解决静态均压问题 ;用移相控制技术 ,通过对主电源分级 ,对各级电... IGBT器件在电力装置中得到广泛应用 ,用IGBT串联提高装置对超单管耐压电源的控制是切实可行的 ,关键问题要解决IGBT串联的静态均压和动态过压问题。提出用并联电阻的办法解决静态均压问题 ;用移相控制技术 ,通过对主电源分级 ,对各级电源移相控制 ,实现主电源的分级接入和撤离 ,解决主控电路中IGBT的动态过压问题。文中讨论了IGBT串联电路的耐压、移相角度等参数的确定办法 ,分析了该技术对开关极限频率、输出波形的影响以及存在的问题。 展开更多

关键词 功率器件 IGBT 串联 动态过压 移相控制 耐压能力 绝缘栅双极晶体管 静态过压 耐压控制

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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

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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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