T型逆变器IGBT关断电压影响与叠层母线优化设计

"杂散参数对T型逆变器IGBT关断电压的影响与叠层母线设计 (2014年)" 本文详细探讨了T型逆变器中杂散参数，特别是杂散电感对绝缘栅双极晶体管（IGBT）关断电压的影响，并提出了解决方案。T型逆变器是一种常见的电力电子转换器，因其特殊的拓扑结构，能实现多电平输出，广泛应用于工业电源、电动汽车和风电等领域。在T型逆变器的工作过程中，分布的杂散电感会在开关器件IGBT关断时引起电压尖峰，可能导致器件损坏或降低其寿命。 首先，作者分析了T型逆变器的拓扑结构和工作模式，确定了逆变器内部的杂散电感分布以及换流回路。这些杂散电感主要来源于电路板走线、连接电缆、功率模块的内部结构等。在IGBT关断时，由于电感的存在，电流不能立即停止，导致反向电动势的产生，从而使IGBT承受过高的关断电压。 为了减轻这种负面影响，论文提出了叠层母线的设计方法。叠层母线是一种采用多层金属板堆叠而成的导电结构，可以有效地降低电气路径的电感，提高功率传输效率。作者根据实际的逆变器母线电容组和功率模块结构，对叠层母线进行了分组设计，并在接口处实施了一体化优化处理。这一设计旨在减少母线间的电感耦合，从而减小换流回路的总杂散电感。 借助电磁场仿真软件，对设计的叠层母线进行了详细的仿真分析，结果证实了该设计的有效性。仿真结果显示，采用叠层母线后，逆变器换流回路的杂散电感显著降低，这有助于降低IGBT在关断时的电压过冲，保护了开关器件。 最终，作者构建了一台基于RB-IGBT的T型三电平逆变器样机，通过实验验证了理论分析和设计方案的可行性。实验结果与仿真结果一致，表明采用该叠层母线设计的T型逆变器能够有效抑制开关器件的关断电压过冲，提高了系统的稳定性和可靠性。 本文的研究对于理解和改善T型逆变器中的杂散参数问题具有重要意义，为电力电子设备设计提供了有价值的参考。通过优化叠层母线设计，不仅可以降低IGBT的应力，还有助于提高整个逆变器系统的效率和耐用性。