电力电子器件开关损耗测试与建模系统的研制、优化与验证

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1、浙江大学硕士学位论文电力电子器件开关损耗测试与建模系统的研制、优化与验证姓名：江剑申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：何湘宁20060501浙江大学硕十学位论文摘要摘要目前，在电力电子应用领域越来越重视电力电子器件的功率损耗和工作温度，它们在实际应用中的指导意义也越加突出。器件的功率损耗与很多因素有关比如通态电流，阻断压降，门极电压，门极电阻，工作温度等。本文的主要研究内容为电力电子器件开关特性测试及建模系统的研制，优化与验证。该系统能自动测试并记录不同电压、电流、温度、门极电压、门极

2、电阻情况下的开通及关断过程的电压、电流波形，并在测试数据的基础上自动完成器件的开关损耗模型的建立。测试系统由计算机作为控制中心，用户通过LABvlEw人机界面输入和选择测试条件，计算机通过Rs232接日控制DsP完成测试，最后通过GPm接口设置示波器并将示波器记录下来的波形保存到计算机上。接着，建模系统先通过存储下来的电压电流波形计算开关损耗，然后建立损耗模型，得到损耗与各个参数之间的关系，进而用户就可以以此来预测器件允许工作范围内任一测试条件下的器件开关损耗。最后通过实验验证了该测试和建模系统的通用

3、性和准确性，并给出了实验验证过程和验证结论。关键词：IGBT，二极管，开关特性，开关损耗，测试系统，建模浙江大学硕上学位论文．Ab吐mctAbstractAtPresent，mepowerlossesdissipationandoperatingtempemturesofthepowerdeVicesaremoreandmoreimportalltint}1epowerelectrollicsfield，andhavemoreinstnlc畦one圩bctsonthepracticaIuse．Thep

4、owerlossesoft11edevicesarerelatedtoseVeralp猢eters，suchasdevicecuⅡent，breakingvonage，gatedrivevoltage，gatedriVeresistaIlceaIldoperatingtemperature．Intllisthesis，atestaIldmodelingsystemforthepowerdevicess讯tcllingcharacterizationhasbeenbuiltup，optimized，a1

5、1dValidated．ThcsystcmcaIlmeasurca11dsavethevoltagewavefbnnsandcu玎entwaVefo珊sautomatically，sodoest11emodelingoftllepowerlossmodel．Thecomputerismemaster，thesofhVareisb嬲edonLABVIEw，whichperf0Hnsttleserialcommunication谢mt11eDSPviaRS232interface，andcontmlsth

6、eoscillosc叩eViaGPIBinte墒ce．111en，themodelingsystemcalculatesmepowerlossesbythesavedVoltagewavefbnnsand咄mwavefjms，andgetsthcmodelofthepowerdeVice．Fillally，tllegen髓aluse趾dveracityof也esystemarevalidatcdbytlleexperiInem．Keywords：IGBT，diode，s谢tchjngcharact喇S

7、tics，s、vitchingpowerlossteStsystem，modeling．11．浙江大学硕上学位论文第一章绪论测试系统框图如图1-4．1，整个系统由四部分构成。计算机作为控制中心，通过RS232接口控制DSP完成测试，通过PCI转GPIB接口连接示波器来设置示波器并将示波器记录下来的波形保存到计算机上，人机界面由LABVIEW实现。测试电路采用电感性负载电路，如图1-4—2(a)所示，采用如图1—4—2(b)所示的双脉冲测试时序。V∞(a)测试电路；／}。tI且型刊央—1]=；_一●lI

8、lIlt霉亚移I(b)测试时序图1-4—2器件开关特性测试电路及测试时厅针对辅助电源原先采用工频变压器降压整流的方法，考虑到其体积庞大，效率低，并且不利于装机，因此使用反激式开关电源取代工频变压器降压整流，这样大大减少了体积，效率也得到大幅度的提高。对于直流母线不稳，采样偏差等状况也迸行了一定的改善，使之在系统允许的误差范围之内，提高系统测试的稳定性和准确性。软件建模系统应具备友好的人机界面，以简化模型建立及误差分析复杂的内部过程。软件使用Matlab编