基于igbt串联技术高压优性能开关

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1、电力系统及其自动化皇!!竺竺兰竺!竺PowerSystem＆Automation基于IGBT串联技术的高压优性能开关窦康乐。桂志兴，程志。吴锐，李海涛，王豫(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：IGBT串联组合应用可以迅速满足硬开关应用场合中的电压等级要求，一个简易可靠的辅助电路可以有效解决串联IGBT正常运行中的电压不均衡问题。应用OrCAD／PSpice仿真软件，对比分析了单管CM600HA一24H(600A／1200V)和两个CM600HA一12H(600A／600V)的串联组合的开关表现。仿真结果表明，和单管IGBT相比较，IGBT串联组

2、合在能量损耗、集电极过电压以及开关频率等方面有着明显的优势，从理论上证明了IGBT串联组合可以有着更好的开关表现，对实践有一定的指导意义。关键词：IGBT；串联；阻容二极管有源均压法；CM600HA一24H；能量损耗[中图分类号]TN386[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)06—0029—04HighVoltageandHighPerformanceSwitchwithSeriesConnectedIGBTsDOUKang-le，GUIZhi-xing，CHENGZhi，WURui，LIHai—tao，WANGYu(SchoolofElec

3、tricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：ThefeasibilityofIGBTseries—connectedpowerswitchingcircuitispresented，Thelowervoltage—leverIGBTswiththehelpofasimpleandreliableauxiliarycircuitcanquicklymeetthevoltagelevelrequirementsinthehard—switchinga

4、pplications．TheperformancesofsingleCM600HA-24H(600A／1200V)IGBTandtwoCM600HA一12H(600A／600V)IGBTsseries-connectedareanalysedrespectivelywiththehelpofthesimulationsoftwareOrCAD／PSpice．ThesignificantsimulationprovetheoreticallythatIGBTseries-connectedhasmuchhigherperformanceintheenergylos

5、s，thecollectorover—voltageandtheswitching~equeneythansingleIGBT，whichprovidesaguidingsignificanceonthepractice．Keywords：IGBT；inseries；RCDactivegatecontrol；CM600HA一24H；euergylossO引言等优点，IGBT串联组合可以迅速有效的解决单管IGBT耐压不足的缺陷，在许多电感储能型脉冲功率系统中已成为主开关器件。脉冲功率技术是一种研究能量储存、压缩、转换和传输的技国内外对IGBT的串联均压控制技术的研究

6、有很多，使用了术，首先对储能器件进行缓慢充电，然后在很短时问内通过开关、阻容二极管有源均压法j、同步变压器均压法、栅极箝位控制脉冲调制等技术将能量释放给负载，从而在负载上得到理想的高等诸多方法来进行平衡控制。然而这些研究都着重于解决串联幅度、大功率、陡前沿的脉冲输出。电感储能脉冲功率发生器要IGBT动作过程中的电压平衡控制，对选择应用IGBT串联的原因获得理想的陡前沿高功率脉冲输出，关键技术是断路开关。断路分析不多，仅是着眼于单管IGBT的耐压等级不足。文中详尽对开关就是借助阻抗急剧增大从而迫使电流换路的装置。理想的比分析了单管IGBT和串联IGBT组合在器件运行

7、中各个状态下断路开关应满足以下条件：传导时间应达到微秒级，传导电流达的开关表现，说明了串联组合较单管器件在高压大功率场合就降兆安培，断开阻抗大，阻抗变化率大，电压倍增高，抖动小，开关断低脉冲系统的质量、体积、价钱、降低能量损耗、提高工作频率等开可控，实现多路并联，高重复频率使用⋯。方面可以有着更好的优势。常用于电感储能脉冲功率技术中的断路开关形式多样，特性各异。常用的断路开关主要有等离子流开关(PlasmaFlow1实验建立及其参数的选择Switch，简称为PFS)、电子束控制反射断路开关(E1ectronBeamIGBT串联组合应用中出现的电压不均衡主要是由其驱

8、动信Con