一种新型高功率逆变桥臂无源无损耗吸收电路

提出一种适用于逆变桥臂模块的吸收电路。在吸收回路采用了附加元件数最小的优化结构 ,把吸收能量集中传输至一中间电容 ,再用以正激谐振变换器为基本原理的互感器将其回馈到直流母线。整个方案为无源、无电阻相关损耗 ,主开关附加稳态应力可控 ,并解决了变压器磁通复位所致二极管高电压问题。电路解析分析、仿真波形及实验结果也同文给出。

一种适用于大容量中点钳位型三电平逆变器的绝缘栅双极型晶体管吸收电路研究

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT),关断过压问题始终是设计者亟待解决的主要问题。单单依靠合理的多层复合母排设计不足以消除中点钳位型(neutral point clamped,NPC)三电平IGBT逆变器大换流路径杂散电感所引起的IGBT关断电压尖峰。因此,必须设计有效的IGBT吸收电路。该文将Undeland吸收电路在NPC三电平逆变器中进行扩展应用,结合NPC三电平逆变器运行模式,详细分析LRCD吸收电路工作原理。研究LRCD吸收电路与逆变器电路性能之间的定量关系与影响,给出了数学表达式,提出吸收电路参数设计原则。通过仿真与实验验证了分析与参数设计的正确性。将LRCD吸收电路成功应用于1.4MW级NPC三电平逆变器原理样机。研究结果表明,LRCD吸收电路在NPC三电平逆变器中实现了主开关器件IGBT和钳位二极管的"软"开通与"软"关断,通过对吸收参数的合理设计能够定量的控制主开关管的开通电流的变化率(di/dt)和关断电压的变化率(dv/dt),有效抑制开关器件的关断过压尖峰,优化开关管的瞬态特性。该吸收电路适合大容量NPC三电平IGBT逆变器应用。

基于LC吸收电路的耦合电感倍压单元高升压增益Boost变换器

提出一种基于LC吸收单元的耦合电感倍压单元高增益Boost变换器。在Boost变换器中引入耦合电感倍压单元,通过调节耦合电感变比,可实现Boost变换器的高升压增益特性。同时,引入LC吸收电路网络,回收了漏感能量,抑制了开关管两端的电压尖峰,从而可通过选取低导通电阻、低电压等级的MOSFET,以降低变换器成本和开关管的导通损耗,提高变换器的效率。提出的变换器消除了耦合电感的二次侧漏感与输出二极管寄生电容带来的二极管电压尖峰振荡问题,从而减小了二极管的电压应力,进一步改善了变换器的效率。此外,采用LC吸收电路的高增益变换器具有输入电流连续、易实现高升压增益特性的优点,适用于新能源发电领域。详细分析了该变换器的工作原理及工作特性,给出了关键参数的设计原则。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性。

一种新颖的多电平逆变器无源无损吸收电路

重点研究了多电平逆变器无源软开关技术,即无源无损吸收技术,提出了一种多电平变换器无源无损吸收基本单元,针对其不足,进行适当的改进,获得了一种低电压应力的多电平无源无损吸收单元,文中详细地讨论了其工作过程和设计要点。该吸收单元理论上可以应用到三相系统和任意n电平。最后建立了一台二极管箝位型三相三电平无源软开关逆变器,进行了仿真和实验研究。结果表明,所提出的多电平无源无损吸收电路,不仅能使多电平逆变器以低电压应力实现功率器件的软开关,而且电路拓扑和控制简单,具有工程实用性。

IGBT 逆变器吸收电路的研究

在分析无吸收电路的ＩＧＢＴ逆变器的基础上，研究了ＩＧＢＴ逆变器的吸收问题；探讨了适合ＩＧＢＴ逆变器的几种吸收电路结构，并对其进行了仿真和实验验证。

基于 LC 吸收电路的耦合电感高升压增益变换器

提出一种带无源无损LC吸收电路的耦合电感高增益升压变换器,采用电容、电感和二极管组成的无源吸收电路网络,回收了变换器中漏感能量,同时抑制了开关管两端的电压尖峰,从而减小了开关管的电压应力。与传统有源箝位或无源吸收电路相比,具有LC吸收电路的耦合电感Boost变换器的输入电流连续,简化了输入滤波器的设计。同时,该变换器仅有一个开关管,且通过调节耦合电感变比可实现高升压增益特性,在新能源领域具有广泛的应用前景。文中详细分析了该变换器的工作原理及工作特性,最后通过搭建一台100 W、45 V/200 V的实验样机,验证了理论分析的正确性。

配电网静止同步补偿器的驱动与吸收电路设计

配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的可靠性与主电路功率开关器件的驱动和保护密切相关,DSTAT-COM运行中的诸多故障很大程度上与主电路功率开关器件有关。为了使功率开关器件稳定、可靠的工作,讨论并设计了DSTATCOM主电路功率开关器件IGBT的驱动电路和吸收保护电路。驱动电路采用集成智能驱动模块2SD315A,该模块集驱动、隔离、保护为一体且结构简单、功能强大、使用方便,非常适合于实际装置的开发。给出了利用2SD315A设计驱动电路的详细过程并为2SD315A设计了可靠的上电复位电路吸收保护电路采用RCD型电路,介绍了RCD型吸收保护电路的工作原理。根据RCD型吸收保护电路的工作原理和吸收保护电路安全可靠工作的目的建立了电路参数优化设计的数学模型。该模型中以功率开关器件承受的浪涌电压最小、放电时间常数最小和投资成本最小为目标函数。然后通过并行自校正多目标遗传算法优化吸收保护电路参数,给出了一个设计实例。实验装置的实际运行证明:所设计的IGBT驱动保护电路性能优良、可靠性高,对其它同类型的电力电子装置有较好的借鉴作用。

对IGBT逆变器吸收电路的改进与仿真

本文在分析了传统IGBT逆变器吸收电路特点和工作原理的基础之上,结合IGBT在高频应用场合的开关特性,对传统IGBT逆变器吸收电路进行了改进。经过改进的IGBT逆变器吸收电路能够通过改变放电回路的放电电容,缩短吸收电容放电时间,在不降低吸收过电压效果的基础上,提高IGBT的工作频率,满足了IGBT逆变器在高频应用下的要求。最后,通过理论分析和电路仿真,验证了改进型吸收电路的有效性和适用性。

逆变器用IGBT吸收电路的仿真研究

IGBT的开关速度很高,关断时一般会产生过电压,实际电路中通常都会在IGBT旁加吸收电路(缓冲电路)。针对其中五种吸收电路的特点、适用范围进行了描述和比较,并利用MATLAB软件对IGBT(三菱公司的两种第五代IGBT模块)的吸收电路进行了仿真,并给出了试验波形和优化的吸收电路参数选择。

一种用于V形钳位多电平变换器的IGBT吸收电路方案

只有公共直流侧电容的V形钳位多电平变换器(VMC)在中压、大功率电能变换的场合具备良好的应用价值。但当VMC电平数较高时,其换流回路电感不可避免地增大,使IGBT开关器件的关断过电压问题凸显。为此,该文提出一种简单的VMC吸收电路方案。依据VMC的运行原理,将其开关器件区分为主开关器件和辅助开关器件。主开关器件动作并切换电流通路,在每一对互补的主开关器件两端添加吸收电容(构成类似半桥开关能量缓冲单元),以抑制其关断过电压。而主开关器件相对应的辅助开关器件则先开通、后关断,仅提供静态电压支撑的功能,因此无需吸收电路保护。该文以七电平VMC为例,对所提的吸收电路方案进行了分析和研究。实验结果表明,所提的VMC吸收电路方案能够显著抑制开关器件的关断电压尖峰。并且,该方案仅需少量吸收电容与主开关一起构成类似半桥开关能量缓冲单元的形式即可实现所有开关器件的关断过电压保护,其成本低、可靠性高,具有良好的工程实用性。

基于P-N结反向恢复过程的吸收电路的仿真设计

介绍了一种用PSPICE仿真软件设计晶闸管吸收电路的方法。该方法利用指数函数模拟P-N结反向恢复时的电流衰减过程,并用PSPICE的参数扫描功能获得吸收电路RC的最佳参数值。该方法适用于普通相控晶闸管和二极管的吸收电路参数设计,有较高的精度。

基于电机励磁控制的斩波器吸收电路参数选取

某船用直流电机的励磁控制系统因吸收电路中的吸收电阻发热导致MOSFET管烧毁。基于励磁控制系统主电路的吸收环节,即一种采用调频板给予电路中MOSFET管PWM信号的带整流桥的降压电路拓扑结构,在确定电路中滤波电容与励磁绕组阻抗值大小的前提下,从吸收电阻耗能、降低MOSFET管开通峰值电流、交流端输出幅值电压3个方面考虑,对该吸收电路环节中电阻、电容参数的选择进行了仿真实验研究和最优选取。结果表明适当增大吸收电容和吸收电阻参数值可以有效地抑制开关管开通峰值电流,而且前者会增加吸收电阻的耗能功率,后者可以减小开关管开通时流过吸收电阻的冲击电流。从而得出结论,正确选择吸收电阻、电容参数值可以满足该励磁控制电路的稳定性和可靠性。

有源滤波器采用智能功率模块的吸收电路研究

为保证IPM工作于安全区,根据过电压产生的机理,在APF主回路电路及线路杂散寄生电感已确定时,采用并行多目标优化方法选择吸收电路参数。实践证明,优化的IPM低电感吸收保护电路综合性能好,成本低,吸收保护电路和低电感叠层母线设计的主电路的装置运行安全稳定,工程应用价值高。

应用于弹载SiC MOSFET的RC吸收电路的设计与优化

SiC MOSFET作为新兴的宽禁带半导体,目前在电源设计中被广泛用于取代Si IGBT。然而在弹载电源这类严苛的应用场合,SiC MOSFET关断暂态带来的超调振荡影响了电源输出的稳定性和品质,并且降低了装置的可靠性。在分析SiC MOSFET开关特性及四种无源吸收电路优缺点的基础上,提出了一种针对SiC MOSFET关断暂态的RC吸收电路优化设计方案,给出了系统效率最优情况下的电路参数范围,提升了吸收电路研发的效率。最后,通过400V/20A双脉冲测试电路进行了实验验证。

大功率三电平变流器中的能量回馈型吸收电路

吸收电路对大功率变流器的可靠工作起着极其重要的作用。分析了能量回馈型吸收电路在 30 0kVAIPM三电平变流器中的工作过程 ,提供了其参数的选择 ,总结了其特点 。

用于STATCOM中的改进RCD吸收电路

基于传统的 RCD吸收电路 ,提出了一种改进的 RCD电路。该电路结构简单 ,现在已被新开发的± 50 0 kvar STATCOM所采用。现场试验结果表明它能有效限制三电平逆变器中 GTO的过电压 ,并在

大功率全桥变流器次级整流吸收电路研究

针对大功率高压输出场合中普遍存在的次级整流二极管反向恢复问题,提出了一种适合高压输出场合的RCD吸收电路的设计方法。该电路不仅能有效抑制二极管反向恢复产生的电压尖峰,提高EMI特性,保证电路的可靠运行,而且能将部分谐振能量回馈到输出,提高了电路的效率。而且,输出电压越高,回馈到输出的能量就越大,吸收电阻消耗的能量越小,故该电路极适合于高压输出场合。该RCD电路成功应用于一台15kW全桥移向零电压零电流开关(ZVZCS)变流器,实验结果证明了上述结论的正确性。

大功率STATCOM装置IGBT吸收电路参数的多目标优化设计

提出了采用一种并行自校正多目标遗传算法,对大功率STATCOM装置的IGBT吸收电路参数选型进行优化.通过设计实例表明,这种选优方法设计的吸收电路可靠性高,工程应用价值大.

逆变器用IGBT吸收电路的Matlab仿真研究

IGBT的开关速度很高,关断时一般会产生过电压,实际电路中通常都会在IGBT旁加吸收电路(缓冲电路)。针对其中五种吸收电路的特点、适用范围进行了描述和比较,并利用Matlab软件对IGBT(两种第五代IGBT模块)的吸收电路进行了仿真,并给出了试验波形和优化的吸收电路参数选择。

GTO牵引变流器高效吸收电路分析

吸收电路对充分发挥ＧＴＯ器件的负荷能力，保证ＧＴＯ交流器可靠工作起着极其重要的作用。该文介绍了三种在交流传动机车上应用的低损耗吸收电路，分析了它们的工作过程，评价了各自的优缺点，并给出了两种电路的试验结果。