适合电路仿真的 IGBT 模型

适合电路仿真的 IGBT 模型

一、一种适合电路仿真的IGBT模型(论文文献综述)

杨清,王连春,迟振祥[1](2021)在《面向中低速磁浮列车IGBT开关损耗的PSpice仿真研究》文中认为绝缘栅极晶体管(IGBT)作为功率半导体器件有着重要地位,并被广泛使用。针对中低速磁浮列车悬浮控制系统中悬浮斩波器核心功率器件IGBT进行近似电路仿真分析,研究IGBT快速开关过程中产生的巨大瞬时功率问题。为节约研发周期,降低设计成本,利用电子仿真软件PSpice建立IGBT的计算机仿真模型,对指定型号的IGBT进行静态特性、动态特性以及工作状态仿真,并通过仿真结果计算开关损耗,为以后IGBT模块在高功率设备中的开发使用打下基础。

刘亚辉[2](2021)在《多参数IGBT在线监测系统设计》文中研究说明随着电力电子技术的飞速发展,IGBT已广泛应用在电力电子设备中。然而,随着运行时间推移及运行工况的变化,IGBT会出现老化现象,这不仅将会影响电力电子设备的工作性能,甚至会引起安全事故。因此,对IGBT关键参数进行在线监测具有重要意义。本文对IGBT在线监测系统进行研究。论文在分析IGBT失效机理的基础上,总结出了表征IGBT健康状态的特征参数:导通饱和压降VCE(sat)、母线电流Ic、外壳温度Ts;以此为依据,提出了将IGBT驱动保护和特征参数在线监测集成于一体的多参数在线监测系统。系统包括上位机软件和以FPGA为核心的驱动监测下位机系统。下位机系统包括IGBT驱动监测模块和数据处理模块,其中驱动监测模块完成IGBT的驱动保护和特征参数的采集功能,数据处理模块完成监测参数存储和远程传输功能。上位机软件采用MATLAB实现,可以远程接收数据并显示。在驱动监测模块中,为了简化IGBT的导通饱和压降VCE(sat)采集电路结构,论文提出了基于单电压源的改进型监测电路,在保证采集精度的前提下,降低了电路实现难度。最后,论文采用双脉冲测试平台验证了系统的各项功能,结果表明,系统能够以30KSPS的采样率实时采集IGBT运行过程中的导通饱和压降VCE(sat)、母线电流Ic、外壳温度Ts和驱动信号VGE,三者的精度等级分别达到2.155、2.0、1.333。同时,系统可以对这些数据进行本地存储和远程发送,并在IGBT发生短路故障或者老化失效时,会触发上位机报警。本文设计的系统可以远程实时监测工作现场IGBT的多个参数,为进一步探究IGBT可靠性和结构优化提供了参考数据。

耿学锋,何赟泽,李孟川,任丹彤,邹翔,赵俊蒙,李运甲[3](2022)在《IGBT多物理场建模技术与应用研究概述》文中进行了进一步梳理IGBT作为电能变换的核心器件,在电力电子中的地位不言而喻。然而IGBT内部复杂的多物理场交互及不同的应用场景使人们难以对其行为特性以及机理进行精确描述。多物理场仿真从场的角度刻画IGBT在运行过程中的内部规律,为解决上述问题提供了有效手段。文中总结前人研究成果,梳理当下IGBT的多物理场建模技术以多物理场分析在IGBT中的应用现状,归纳所存在的问题和难点,并分析未来该技术在IGBT中继续应用发展的趋势,如模型的降阶、非线性求解、电磁热力全耦合、多尺度协调、数字孪生等技术。可以预见,随着宽禁带半导体材料的应用,多物理场建模技术将进一步在机理揭示、封装优化、状态监测和失效分析等领域发挥重要作用。

王梦羲[4](2021)在《LCC-MMC混合直流输电系统故障清除与恢复技术研究》文中研究表明我国整体电力布局呈现西电东送的趋势。未来直流输电向广泛而远距离传输的方向发展,高压直流输电技术的发展与应用有着巨大的潜力。混合直流输电系统相比柔性直流输电系统提高了其经济性和传输功率能力,又克服了传统高压直流输电技术连接弱交流系统时易发生换相失败、不能向无源网络供电的不足,有很好的发展前景,能够满足大规模西电东送潮流方向单一、受端多落点的需求。为了解决混合直流输电系统无法故障自清除、故障恢复存在的盲目重合闸和固定长延时的问题,有必要提出预判故障性质、减小对系统冲击的故障清除与恢复策略,提高系统供电可靠性。本文首先根据现有的直流输电系统配置和未配置直流断路器情况下直流线路故障清除与恢复策略,对白鹤滩混合式级联多端特高压直流输电系统进行适应性分析,仿真比较了不同方案的清除与恢复效果,确定了系统受端直流线路两端配置直流断路器的方案。对于故障性质的辨识,本文对受端直流线路发生故障后直流断路器跳闸时产生的行波传递过程进行分析,提出基于频谱余弦相似度的自适应重合闸方法,该方法通过计算故障线路两端线模电压频谱余弦相似度,能预判故障性质并识别熄弧时刻,自适应调整是否重合及重合闸时间,提高了系统恢复成功率。进一步运用深度学习方法,批量化仿真故障样本数据,探究卷积神经网络的输入数据的初始化处理方案、网络维数等参数配置对故障辨识效果的影响,结合快速傅里叶变换处理输入层数据,得到辨识故障性质与类型准确率较高的结构优化算法。该方法具有耐故障位置、故障类型、过渡电阻变化的能力,相比基于频谱余弦相似度的故障性质识别方法无需故障线路两端数据同步和阈值的选取过程,并且具有更高的辨识精度。最后形成基于混合直流断路器的混合直流输电系统故障清除与快速恢复策略。对于故障清除,提出了混合直流断路器转移支路分级开断的清除方法,在开断电流过程中能够降低对系统的冲击。策略针对白鹤滩工程受端直流线路故障,采用同时分级开断故障线路两端的断路器,在识别故障性质并等待去游离阶段完成后,先分级重合靠近MMC侧的断路器,再直接重合靠近汇流母线的断路器的快速恢复策略,并在此过程中加入MMC侧的控制策略切换和控制汇流母线电压的换流器PI控制器置零。仿真比较了六种组合策略,验证了所提策略具有良好的降低故障清除与恢复过程的冲击,缩短系统恢复时间的效果。

李云涛[5](2021)在《大功率IGBT驱动及过压抑制研究》文中研究指明IGBT的驱动保护电路作为电力电子功率主电路与控制电路的桥梁,其性能直接影响IGBT的工作状态。在高频大容量工作环境中,IGBT在关断时,集-射极两端将感应出过电压,如果不加以限制,甚至可能超过其最大能够承受的集-射极电压,将IGBT直接击穿;如果在发生短路或过载时,未能及时发现故障,电流将持续增加,会对其造成不可逆转的热击穿。因此研究IGBT的驱动保护电路具有重大意义。本文详细分析了IGBT的结构、工作原理、工作特性以及IGBT产生过电压的原因,并通过SABER软件对现有的IGBT过压保护技术进行仿真分析,对比总结各自优劣势。详细分析传统动态电压上升控制电路的工作原理和时序,并通过仿真分析关键参数对传统动态电压上升控制电路影响。建立IGBT小信号模型和传递函数,提出了一种基于复合管结构可改变增益的电流放大电路,替代原电路的电流放大电路,弥补原电路增益不可调,并且使用MOS管作为信号放大电路容易饱和的缺点。对本文提出的方案进行仿真验证,通过仿真不断调整各个相关参数,达到预期效果。仿真结果表明新型动态电压上升控制电路通过改变IGBT关断时刻集电极UCE的上升斜率,控制IGBT微导通电压来使IGBT关断过电压得到抑制。基于其原理和仿真结果,对新型动态电压上升控制硬件电路进行设计和开发,搭建单脉冲实验平台,在实验中不断调试最终达到预期效果。仿真和实验结果表明,新型动态电压上升控制电路在IGBT关断时确实改变了UCE上升斜率,降低了集电极电流IC下降速率,保证IGBT安全运行,并且电压尖峰超调量相较传统动态电压上升电路提升了30%左右,提升了电路工作的稳定性;同时在关断瞬间能够有效抑制震荡,提升电路的可靠性。

柳思宇[6](2021)在《电动汽车充电桩有源功率因数校正与控制系统设计》文中认为随着人们环保意识的不断增强,具有节能环保特点的电动汽车已成为当今汽车行业发展的主流方向。充电桩不仅是电动汽车能源供给最常见的基础设备,同时也是电动汽车能否实现产业化与市场化的重要前提。有源功率因数校正技术(PFC)是解决充电桩功率因数过低、电流谐波总畸变率(THD)过高等问题的有效手段,是目前充电桩研究的主要方向之一。本文研究的主要内容,一是基于三相VSR整流器的有源功率因数校正电路,二是基于充电机REG50050和上位机触摸屏HMI-7569的充电桩控制系统设计。本文分析了充电桩的研究现状,详细说明了有源功率因数校正的原理。针对所设计的三相六开关电压型PWM整流器(VSR),推导了坐标变换与前馈解耦后的数学模型,阐述了三相VSR整流器的控制算法与传统SVPWM与快速SVPWM两种不同的调制算法。并对同步旋转参考坐标系锁相环与双二阶广义积分锁相性能进行分析。针对有源功率因数校正电路,确定了PFC电路的主要参数指标,按照此标准选择了合适的器件,并使用仿真软件PLECS对功率管的热损耗进行仿真。详细设计了IGBT的保护电路、驱动电路、过零电路和传感器信号调理电路等辅助电路。搭建了基于三相VSR整流器的有源功率因数校正的仿真模型,验证了控制策略的准确性与有效性。本文设计并搭建了充电桩系统的实验平台,设计了各个部分之间的CAN通信网络连接方式,并对充电桩系统的充电电源模块进行实验,并分别测出各个充电模块的波形与实验数据。同时制作了三相VSR整流器实验样机,并对此电路进行有源功率因数校正实验,验证了本次设计的可行性。

肖迪[7](2021)在《大功率直流充电桩相关控制问题的研究》文中研究指明随着石油资源的枯竭以及低碳环保可持续发展的需求,大规模发展电动汽车是必然趋势,为了满足电动汽车的快速发展,必须解决电动汽车快速稳定充电问题。因此大功率直流充电桩是发展方向,但是由于大功率直流充电桩启动冲击电流大、电源模块并联和IGBT模块并联电流均流以及电磁干扰等问题制约了其发展。因此,针对大功率直流充电桩相关控制问题展开研究,对新能源汽车的快速普及具有重要意义和实用价值。首先针对大功率直流充电桩系统中出现启动冲击电流的问题,在深入研究冲击电流产生原理的基础上,给出了改进的PI闭环控制方法,该方法采用输出电压采样值与给定值进行比较,利用PI控制对晶闸管触发角连续调节,使整流电路输出电压平缓达到系统稳定运行时的期望值,从而抑制冲击电流。该方法解决了触发角为定值时引起的启动冲击电流过大的问题,通过仿真验证了改进控制方法能够很好地抑制启动冲击电流,并且通过数字化输出触发角的步进角来调整启动过程时间长短。其次针对大功率直流充电桩扩容方法中存在的均流问题,从电源模块和IGBT模块两个层次对并联模块均流的方法进行了分析。在电源模块并联均流方法中,该方法利用信号采集电路采集检测电阻的电压值,根据电源模块输出外特性和从模块检测电阻与主模块检测电阻的电压差值来调节从模块输出电压;在IGBT模块并联均流方法中,该方法通过改变并联模块电源线出入端的接线位置,使出入端不位于IGBT模块的同一侧,从而避免的并联支路阻抗对电流均衡的影响,从而实现了并联模块的电流均衡。最后针对大功率直流充电桩中存在的电磁干扰问题,结合充电桩的具体结构分别对控制器辅助电源、信号通道以及涡流热效应所产生的电磁干扰进行了分析。一方面可以采用共模抑制电路对干扰进行吸收抑制,并且在排线布局时,尽可能减小金属导体周围产生的磁场强度,另外也可以采用数字滤波算法提高数据传输的可靠性,降低干扰对信号通道的影响。

张远宝[8](2021)在《基于FPGA的超声波电源系统研究》文中进行了进一步梳理随着超声波技术在各个应用领域的不断深入,超声波电源作为超声加工设备的能量提供者,其需求越来越迫切,研究也在不断进步。本文在超声波电源目前所研究的基础上,结合数字控制技术,以现场可编程门阵列(FPGA)为主控芯片,对超声波电源的数字化控制进行研究。本文主要研究内容如下:(1)以超声换能器为研究对象,分析负载阻抗特性,建立串联电感调谐匹配模型。分析直流侧和逆变侧两种不同调功方式对电源工作效率的影响,选取逆变侧移相调功方式。分析对比多种频率跟踪方案在频率跟踪性能上的优劣,选取基于锁相法频率跟踪方案。(2)对超声波电源功率控制和频率跟踪控制技术进行深入研究。其中在功率控制环节,详细分析谐振状态下的脉宽移相调制(Phase Shift Pulse Width Modulation,PS-PWM)技术,结合软开关技术以降低器件损耗,实现输出功率调节。在频率跟踪环节,为克服目前跟踪速度慢的问题,最终确定了变步长数字锁相环的频率跟踪策略,实现频率自动跟踪。(3)根据超声波电源总体结构及控制策略,设计超声波电源系统硬件电路及软件控制模块。硬件电路主要包括主电路、驱动电路、反馈电路、AD转换电路、通信电路等,其中反馈电路包括采样电路、信号放大电路、鉴相电路、有效值检测电路、保护电路;软件控制模块主要包括协议栈模块、频率搜索模块、频率跟踪模块、PWM脉冲产生模块及人机交互模块。最后,利用MATLAB搭建超声波电源系统仿真模型,并分别对电源系统功率调节模型及频率跟踪模型进行验证,仿真结果表明设计的系统模型能够很好地实现系统输出功率调节和频率跟踪控制。随后利用FPGA搭建超声波电源实验平台,实验结果表明负载变化时系统频率跟踪效果良好,也验证了本文采用的变步长控制策略的正确性与可行性。

曲建真[9](2021)在《基于SiC MOSFET并联的车载复用变换器及其传导EMI特性研究》文中研究说明未来,电动汽车将成为全球车企满足严格油耗和排放法规的主流车型。车载充电机(On-Board Charger,OBC)可以方便的为车载电池充电,但也增加了车载变换器的体积和重量。将电动汽车的电驱动系统复用为OBC是满足重量、空间和成本要求的一种方法,集成电机驱动器、OBC和高压Boost变换器等已成为发展趋势。在车载变换器中使用碳化硅(Silicon Carbide,SiC)器件可进一步提高系统效率和功率密度。但SiC器件的高开关速度和高开关频率特性会显着提高系统的电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI),同时当前SiC器件电流容量较小,针对大功率车载变换器应用时需要通过多器件并联以提高其载流能力,而器件并联均流性能会影响其最高载流能力和系统长期运行可靠性。因此有必要对SiC器件在车载复用变换器应用中的器件并联均流和系统EMI抑制等问题进行研究,在满足相关EMI标准要求下最大限度的发挥SiC器件的性能优势,提高系统效率和功率密度。本文首先揭示了传统直流电容分布式SiC MOSFET并联方案瞬态电流不平衡的主要原因,说明了功率电路板(PCB)布局布线对瞬态均流特性的影响。为改善瞬态均流性能,提出了一种PCB布局布线方案及优化方法,降低了SiC并联桥臂间的耦合效应,减小了栅极驱动信号的传输延迟差异。通过双脉冲实验验证了所优化的SiC并联单元在正常工作和短路故障条件下的均流性能。实验测试表明:与传统SiC并联单元相比,优化后的并联单元下桥臂并联SiC器件的瞬态电流差异从10.22%显着降低至2.78%,开关损耗差异也得到了相同程度的减小,且在短路故障条件下的瞬态电流也基本相同。分析了基于SiC MOSFET并联单元的车载复用变换器在DC/DC模式和非隔离型OBC模式下的传导干扰特性。分析了SiC MOSFET的开关电压频谱分布特性并将其作为主要的传导干扰源。建立了复用变换器各组成部件的寄生参数模型。将寄生参数模型引入变换器的EMI分析模型,分析了不同干扰源和不同寄生参数对系统EMI特性的影响。揭示了Boost变换器输入负极引线寄生电感和功率电感高频传输线效应之间的串联谐振对系统传导干扰特性的影响;理论分析了提高功率电感高频阻抗特性以及降低Boost输入负极引线寄生电感对系统传导干扰的抑制效果。揭示了非隔离型OBC模式输出屏蔽电感对OBC网侧传导干扰特性的影响,并给出了降低系统传导干扰的有效措施。为有效地抑制车载复用变换器的传导干扰提供了理论基础。为在不影响系统功率密度的前提下抑制车载复用变换器的传导干扰,提出了一种应用于功率电感器的等效单层绕线方法,降低了其等效并联电容,显着提高了其高频阻抗特性。提出了一种通过增加小封装电容来降低电池侧等效负极引线寄生电感的方法。实验测试表明:在不增加额外EMI抑制措施前提下,仅通过优化功率电感绕线以及增加小封装电容,显着抑制了车载复用变换器在DC/DC模式下以及OBC模式下电池侧的高频传导干扰。为进一步抑制OBC网侧传导干扰,给出了一种网侧EMI滤波器,并将其安装于功率电感器的剩余窗口空间,降低了对系统功率密度的影响。实验测试表明车载复用变换器在OBC模式下电网侧满足CISPR 32-2019中B级标准限值。最后基于优化的SiC MOSFET并联单元和功率电感器及滤波器单元实现了一种应用于电动汽车的高效率和高功率密度的车载复用变换器,对该复用变换器在不同工作模式下的等效变换器拓扑进行小信号建模并设计了闭环控制系统,测试了复用变换器在不同工作模式下的电气参数并分析了系统体积、重量和损耗分布。实验测试表明:复用变换器在DC/DC模式下(50 k Hz)输出功率50k W时的系统峰值效率为99.12%,在峰值输出功率60 k W时系统功率密度大于15 k VA/L;在OBC模式下输出功率6.6 k W时系统效率为97.41%,系统功率因数大于0.99,网侧输入电流总谐波畸变率2.11%,且低频电流谐波分量同时满足EN IEC 61000-3-2:2019和EN 61000-3-12:2011相应标准限值。

陈朝大[10](2021)在《射流掩膜电解放电脉冲电源研制及加工技术研究》文中指出表面织构因具有微小形状的特点,在航空航天、机械制造、仿生医疗器械等领域有重要的应用。本文提出一种射流掩膜电解放电加工新方法,为表面织构形貌加工提出新思路,为特种能场技术的发展提供新途径。为实现新加工工艺,探索新方法加工机理,需要开展新型脉冲电源研究。针对电源参数设计要求,提出两种复合技术方案。研究表明,整流Z源逆变—斩波输出方案创新的电路特性能够有效克服传统逆变方案不能升压和直通的问题,减少两级变换产生的损耗,提高能源利用率和系统稳定性,为脉冲电源的研制提供新的技术路线。在制定电源技术方案的基础上,通过SimPowerSystems对整流滤波模块进行研究。对三相半波整流和三相桥式整流分析,构建三相桥式全控仿真模型,得出负载移相特性曲线,论证触发角对平均电压的影响。通过数值计算,分析每个周期内输入滤波电容所提供的能量,设计高容量存储电路。基于状态空间平均法,对电源Z源逆变控制器进行研究。对Z网络的两种状态计算,分析直通占空比和升压比的关系曲线,定量地给出Z网对直流电源的升压规律。通过拉普拉斯变换,对Z网络的状态方程进行数学演绎,求得系统的平均状态方程和稳态方程。对传递函数的增益进行调整,设计串联超前校正环节,幅值裕度和相位裕度得到提升。在实现电源的调压功能及Z源逆变升压隔离后,对电源控制系统进行研究。分析波形变换电路工作特点,构建电容滤波和容感滤波两个模型并仿真。对开关器件及频率分析,得出占空比和波形失真度关系曲线。对Buck变换器电感电流连续的工作状态建模,提出调频调宽混合调制方法,对频率和占空比进行控制。设计嵌入式高频脉宽调制电路,可实现降压(Buck)变换器直接控制开关管的状态。在脉冲高压电源装备成功研发的基础上,对脉冲射流电解掩膜加工放电特性和机理进行研究。通过高速摄影仪对射流流柱放电过程分析,基于COMSOL软件构建流柱通道电场仿真模型。数值模拟结果显示,电场的边际效应使暴露工件的电场强度从边缘到中心逐渐增大,掩膜孔中心位置具有最大电场。对电解液与气泡组成的电介质电场进行数学推演,揭示射流流柱放电通道形成机理。对射流掩膜电解放电工艺进行实验研究。探究电压峰值、电压频率、电压占空比、加工间距对射流掩膜电解放电加工微坑形貌影响,通过分析凹坑深度、凹坑宽度、材料去除率、腐蚀系数四个指标评价加工质量与效果。利用正交实验设计,对加工工艺参数进行优化,获得最佳工艺参数配置。

二、一种适合电路仿真的IGBT模型(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一种适合电路仿真的IGBT模型(论文提纲范文)

(1)面向中低速磁浮列车IGBT开关损耗的PSpice仿真研究(论文提纲范文)

0 引 言
1 IGBT基本构成
    (1)导通:
    (2)关断:
    (3)正向阻断:
    (4)反向阻断:
    (5)闩锁:
2 IGBT功率损耗
3 IGBT的PSpice仿真
4 结束语

(2)多参数IGBT在线监测系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外技术现状
        1.2.1 技术研究概况
        1.2.2 IGBT模块老化表征方法的研究现状
        1.2.3 IGBT模块健康状态监测系统的研究现状
        1.2.4 国内外技术发展现状小结
    1.3 论文主要研究内容
2 IGBT工作状态分析
    2.1 IGBT的封装结构和工作原理
        2.1.1 IGBT的封装结构
        2.1.2 IGBT的工作原理
    2.2 IGBT失效机理分析
        2.2.1 键合线脱落
        2.2.2 焊料层损坏
        2.2.3 失效外部物理特征
    2.3 本章小结
3 多参数IGBT在线监测系统总体方案设计
    3.1 系统功能和指标确定
        3.1.1 IGBT健康状态监测理论依据
        3.1.2 IGBT健康状态监测系统功能
    3.2 系统总体结构设计
        3.2.1 系统方案
        3.2.2 驱动监测模块设计
        3.2.3 数据处理模块设计
        3.2.4 上位机设计
    3.3 本章小结
4 多参数IGBT在线监测系统的实现
    4.1 驱动监测模块的设计
        4.1.1 驱动功能设计
        4.1.2 导通压降V_(CE (sat))采集功能的设计
        4.1.3 温度T_S采集功能的设计
        4.1.4 开关状态采集功能的设计
    4.2 数据处理模块的设计
        4.2.1 数据存储功能设计
        4.2.2 数据发送功能设计
    4.3 上位机的设计
        4.3.1 上位机显示功能设计
        4.3.2 上位机报警功能设计
    4.4 实验验证
        4.4.1 系统实物
        4.4.2 驱动监测模块验证
        4.4.3 数据处理模块验证
        4.4.4 上位机功能验证
    4.5 本章小结
5 系统实验结果
    5.1 实验原理
    5.2 饱和压降V_(CE_(sat))监测误差和精度
    5.3 电流I_C监测误差和精度
    5.4 温度T_S监测误差和精度
    5.5 系统的误差和精度参数
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本课题工作总结
    6.2 后续展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果

(3)IGBT多物理场建模技术与应用研究概述(论文提纲范文)

0 引言
1 理论基础
    1.1 电磁场描述
    1.2 热场描述
    1.3 应力场描述
2 IGBT多物理场建模技术概况
    2.1 电磁耦合技术
        2.1.1 电气模型
        2.1.2 EMI模型
    2.2 电热耦合技术
        2.2.1 传热模型
        2.2.2 电热模型的动态联合
    2.3 电热力耦合技术
        2.3.1 焊接式IGBT的电热力联合仿真
        2.3.2 压接式IGBT的电热力联合仿真
3 IGBT多物理场分析典型应用
    3.1 机理揭示
    3.2 封装优化
        3.2.1 封装优化模型
        3.2.2 多目标优化算法
    3.3 状态监测
        3.3.1 结温监测
        3.3.2 老化评估
        3.3.3 寿命预测
    3.4 失效分析
4 难点和不足
    4.1 多物理场建模的难点
    4.2 多物理场分析的局限性
5 趋势
    5.1 模型的降阶技术
    5.2 非线性求解
    5.3 电磁热力全耦合
    5.4 多尺度协调
    5.5 数字孪生
6 结论

(4)LCC-MMC混合直流输电系统故障清除与恢复技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 故障清除与恢复策略国内外研究现状
        1.2.1 传统直流输电技术
        1.2.2 柔性直流输电技术
        1.2.3 混合直流输电技术
    1.3 论文主要思路与研究工作
        1.3.1 论文的主要研究内容
        1.3.2 论文的章节安排
2 混合直流输电系统模型搭建
    2.1 混合直流输电系统拓扑结构及工作原理
        2.1.1 LCC拓扑结构及工作原理
        2.1.2 MMC拓扑结构及工作原理
    2.2 混合直流输电系统数学模型
        2.2.1 LCC数学模型
        2.2.2 MMC数学模型
    2.3 混合直流输电系统控制策略
        2.3.1 LCC控制策略
        2.3.2 MMC控制策略
    2.4 混合直流输电系统建模与稳态仿真结果
        2.4.1 主要参数及仿真模型搭建
        2.4.2 仿真验证及结果分析
3 混合直流系统故障清除与恢复适应性分析
    3.1 混合直流输电系统直流侧故障清除与恢复策略
        3.1.1 现有高压直流故障清除与恢复策略
        3.1.2 不同恢复策略在LCC-MMC混联系统的适应性分析
    3.2 不配置直流断路器的故障清除与恢复仿真算例
        3.2.1 送端LCC直流线路故障
        3.2.2 受端MMC直流线路故障
    3.3 配置直流断路器的故障清除与恢复仿真算例
        3.3.1 送端LCC直流线路故障
        3.3.2 受端MMC直流线路故障
    3.4 本章小结
4 基于频谱余弦相似度的直流线路故障自适应重合闸方法
    4.1 DCCB为边界条件的行波理论分析
        4.1.1 行波边界条件
        4.1.2 行波频率特性
    4.2 频谱余弦相似度比较
    4.3 仿真算例
    4.4 本章小结
5 基于卷积神经网络的直流线路故障性质辨识方法
    5.1 卷积神经网络的基本原理
    5.2 基于卷积神经网络的直流线路故障性质辨识方法
        5.2.1 样本数据批量化仿真
        5.2.2 一维卷积神经网络
        5.2.3 二维卷积神经网络
        5.2.4 基于FFT的改进二维卷积神经网络
    5.3 卷积神经网络故障性质辨识性能分析
    5.4 本章小结
6 基于混合直流断路器的故障清除与快速恢复策略
    6.1 混合直流断路器原理
    6.2 受端直流线路故障清除与快速恢复策略
        6.2.1 基于HDCCB的转移支路分级开断策略
        6.2.2 基于HDCCB的故障清除与快速恢复流程
    6.3 仿真算例
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(5)大功率IGBT驱动及过压抑制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 大功率IGBT驱动国内外研究现状
    1.3 本文研究主要内容
第二章 IGBT的结构、工作特性及机理
    2.1 IGBT的基本结构和数学模型
    2.2 IGBT工作特性
        2.2.1 转移特性和输出特性
        2.2.2 开通过程和关断过程
    2.3 IGBT的主要参数
    2.4 擎住效应
    2.5 IGBT的失效原理
    2.6 本章小结
第三章 IGBT过压保护技术研究
    3.1 IGBT产生过电压的原因
        3.1.1 门极过电压分析
        3.1.2 集-射极过电压分析
    3.2 门极过电压保护
    3.3 集-射极过电压保护
    3.4 过压保护技术仿真分析
        3.4.1 无源吸收电路仿真
        3.4.2 有源钳位电路仿真
    3.5 本章小结
第四章 动态电压上升控制电路
    4.1 基于SABER软件的IGBT模型建立
    4.2 动态电压上升控制电路原理分析
    4.3 系统建模与稳定性分析
        4.3.1 IGBT数学建模
        4.3.2 动态电压上升控制电路控制原理
    4.4 动态电压上升控制电路时序分析
    4.5 驱动电路参数确定
        4.5.1 驱动电阻确定
        4.5.2 主要元器件介绍
    4.6 动态电压上升控制电路仿真分析
    4.7 仿真分析参数影响
    4.8 本章小结
第五章 新型动态电压上升控制电路的设计与开发
    5.1 电流放大电路设计与开发
    5.2 整流桥和IGBT选型
    5.3 驱动电路设计与开发
        5.3.1 驱动平均功率计算
        5.3.2 驱动最大峰值电流的计算
        5.3.3 M57962L外围电路设计与开发
    5.4 集-射极过电压保护电路设计与开发
    5.5 电流检测电路设计与开发
    5.6 控制方案的设计与开发
    5.7 控制器选择
    5.8 仿真对比分析
    5.9 本章小结
第六章 实验验证
    6.1 整体实验平台搭建
    6.2 调试过程及实验结果分析
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(6)电动汽车充电桩有源功率因数校正与控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 三相PFC整流器电路研究现状
        1.2.2 三相PFC整流器控制算法研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 三相六开关PFC电路数学模型与控制方法
    2.1 有源功率因数校正原理
    2.2 三相六开关PFC变流器工作原理
    2.3 三相六开关PFC电路数学模型
        2.3.1 PFC电路在传统坐标系下的数学模型
        2.3.2 PFC电路在dq坐标系下的数学模型
    2.4 三相六开关PFC电路的控制策略
        2.4.1 滞环控制
        2.4.2 双闭环PI控制
    2.5 三相六开关PFC电路的调制算法
        2.5.1 传统SVPWM调制算法
        2.5.2 快速SVPWM调制算法
    2.6 锁相环设计
        2.6.1 基本锁相环原理
        2.6.2 同步旋转参考坐标系锁相环
        2.6.3 双二阶广义积分锁相环
    2.7 本章小结
第3章 三相六开关PFC电路硬件结构设计
    3.1 设计要求与硬件整体结构
    3.2 IGBT器件选型与损耗计算
        3.2.1 器件选型
        3.2.2 损耗计算与热仿真分析
    3.3 IGBT外围保护电路设计
    3.4 交流侧电感设计
    3.5 直流侧电容设计
    3.6 辅助电路设计
        3.6.1 IGBT驱动电路设计
        3.6.2 电流检测电路设计
        3.6.3 输入交流侧电压检测电路设计
        3.6.4 输出直流侧电压检测电路设计
    3.7 过零电路设计
    3.8 本章小结
第4章 三相PFC电路仿真分析
    4.1 三相PWM整流器仿真介绍
    4.2 传统SVPWM与快速SVPWM扇区划分对比
    4.3 SRF锁相环与DSOGI锁相环对比
    4.4 自然整流工作模式
    4.5 滞环控制系统仿真分析
    4.6 基于双闭环PI控制下的整流静态模式工作模式
    4.7 基于双闭环PI控制下的整流负载扰动工作模式
    4.8 外接PWM逆变器仿真
    4.9 本章小结
第5章 三相六开关PFC电路实验分析与充电桩控制系统设计
    5.1 电动汽车充电桩系统设计
        5.1.1 充电桩的系统结构
        5.1.2 充电桩主要电路与控制系统
        5.1.3 充电桩通信设计
    5.2 充电桩实验平台与人机交互界面设计
    5.3 三相PFC电路实验
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果
致谢

(7)大功率直流充电桩相关控制问题的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 充电桩的发展现状
    1.3 国内外大功率充电桩控制技术的研究现状
        1.3.1 抑制冲击电流控制方法的研究现状
        1.3.2 IGBT均流控制方法的研究现状
        1.3.3 电磁干扰抑制方法的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
2 直流充电桩的系统结构及相关问题
    2.1 引言
    2.2 直流充电桩整体结构框架
    2.3 直流充电桩的技术参数范围及功能
        2.3.1 充电桩的技术参数
        2.3.2 直流充电桩的功能
    2.4 大功率直流充电桩系统的相关控制问题
        2.4.1 启动冲击电流问题
        2.4.2 多模块并联均流问题
        2.4.3 电磁干扰问题
    2.5 本章小结
3 启动冲击电流控制方法的研究
    3.1 引言
    3.2 冲击电流产生原理分析
        3.2.1 三相不可控整流电路原理分析
        3.2.2 三相不可控整流电路参数计算及器件选择
        3.2.3 产生冲击电流的原因及仿真分析
    3.3 冲击电流抑制方法及原理分析
        3.3.1 三相全控整流电路对冲击电流的控制方法分析
        3.3.2 三相半控整流电路对冲击电流的控制方法分析
    3.4 基于半控整流电路抑制冲击电流方法的研究
        3.4.1 晶闸管半控整流桥控制电路的控制原理
        3.4.2 影响冲击电流的因素及其模型建立
    3.5 基于PI算法实现冲击电流抑制方法的研究
        3.5.1 数字化的PI控制方法研究
        3.5.2 改进的PI闭环控制方法研究
        3.5.3 仿真分析
    3.6 本章小结
4 多模块并联均流控制方法的研究
    4.1 引言
    4.2 大功率充电桩IGBT并联及存在问题
        4.2.1 大功率逆变桥对开关管的功率需求
        4.2.2 大功率电源IGBT并联的技术要求
        4.2.3 大功率充电桩中模块并联存在的问题
    4.3 电源模块并联均流的控制方法研究
        4.3.1 电源模块的并联方法
        4.3.2 并联电源模块电流不均衡原理分析
        4.3.3 电源模块并联均流控制方法的研究
    4.4 IGBT模块直接并联均流控制方法的研究
        4.4.1 IGBT并联扩容的方式
        4.4.2 影响IGBT模块并联不均流的影响因素分析
        4.4.3 IGBT并联均流控制方法及仿真分析
    4.5 本章小结
5 充电桩抑制电磁干扰控制方法的研究
    5.1 引言
    5.2 控制器辅助电源干扰控制方法的研究
        5.2.1 控制器辅助电源干扰来源分析
        5.2.2 控制器辅助电源电磁干扰源带来的危害
        5.2.3 控制器辅助电源电磁干扰源抑制方法的研究
    5.3 信号通道电磁干扰控制方法的研究
        5.3.1 信号通道电磁干扰来源分析
        5.3.2 信号通道受电磁干扰带来的危害
        5.3.3 信号通道电磁干扰抑制方法的研究
    5.4 电涡流效应影响分析及抑制方法
    5.5 干扰抑制方法的优化分析
    5.6 本章小结
6 结论
参考文献
致谢

(8)基于FPGA的超声波电源系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 超声技术及其应用
    1.3 超声波电源在电力电子及控制技术的应用
        1.3.1 电力电子技术的应用
        1.3.2 控制技术的应用
    1.4 国内外研究现状及发展趋势
        1.4.1 国外超声波电源研究现状
        1.4.2 国内超声波电源研究现状
        1.4.3 超声波电源发展趋势
    1.5 本文主要研究内容
2 超声波电源系统结构及方案设计
    2.1 超声波电源结构分析
    2.2 换能器结构及等效模型分析
        2.2.1 换能器谐振频率点分析
        2.2.2 换能器匹配网络选择
    2.3 系统设计方案选择
        2.3.1 整流电路选择
        2.3.2 逆变电路选择
        2.3.3 逆变电路功率器件的选择
    2.4 超声波电源调功方案选择
    2.5 超声波电源频率跟踪方案选择
    2.6 本章总结
3 超声波电源控制策略研究
    3.1 PS-PWM调功控制研究
        3.1.1 PS-PWM调功控制分析
        3.1.2 PS-PWM调功逆变器软开关实现
        3.1.3 输出功率与移相角关系
    3.2 频率自动跟踪控制研究
        3.2.1 模拟锁相环技术
        3.2.2 变步长数字锁相环技术
    3.3 本章总结
4 超声波电源系统硬件设计
    4.1 系统整体设计
    4.2 主电路参数设计
    4.3 电源控制电路设计
        4.3.1 处理器外围电路
        4.3.2 驱动电路
        4.3.3 反馈电路
        4.3.4 AD转换电路
        4.3.5 通信电路
        4.3.6 辅助电源
    4.4 本章总结
5 超声波电源软件控制设计
    5.1 系统软件主程序设计
    5.2 FPGA顶层设计
        5.2.1 协议栈模块设计
        5.2.2 谐振频率搜索模块设计
        5.2.3 频率跟踪模块设计
        5.2.4 PWM脉冲产生模块设计
    5.3 人机界面系统设计
        5.3.1 人机界面设计
        5.3.2 通信协议
    5.4 本章总结
6 系统仿真及实验结果分析
    6.1 系统模型建立与分析
        6.1.1 超声波电源主电路仿真
        6.1.2 频率跟踪控制仿真
    6.2 仿真结果分析
    6.3 实验结果分析
    6.4 本章总结
7 总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 工作展望
致谢
参考文献
附录

(9)基于SiC MOSFET并联的车载复用变换器及其传导EMI特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 车载复用变换器研究现状概述
        1.2.1 逆变器-电动机与OBC复用研究现状
        1.2.2 DC/DC变换器与OBC复用研究现状
    1.3 SiC功率器件并联均流研究现状
        1.3.1 SiC器件并联瞬态不均流机理
        1.3.2 SiC器件并联布局优化研究现状
        1.3.3 SiC器件并联强制均流研究现状
    1.4 SiC变换器EMI分析与抑制研究现状
        1.4.1 车载变换器电磁兼容标准
        1.4.2 SiC变换器EMI分析研究现状
        1.4.3 SiC变换器EMI抑制研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 SiC MOSFET并联瞬态均流特性研究
    2.1 引言
    2.2 车载DC/DC与 OBC复用变换器
    2.3 SiC MOSFET并联瞬态均流特性理论分析
        2.3.1 SiC MOSFET并联均流特性
        2.3.2 一种SiC MOSFET并联方案
        2.3.3 传统PCB布局瞬态不均流机理
        2.3.4 改进PCB布局瞬态均流机理
    2.4 SiC MOSFET并联瞬态均流优化方法
        2.4.1 驱动信号传输延迟优化方法
        2.4.2 改进PCB布局分隔槽尺寸优化方法
        2.4.3 传统与改进PCB布局对比
    2.5 SiC MOSFET并联均流实验研究
        2.5.1 固有器件参数差异分析
        2.5.2 瞬态均流特性实验验证
        2.5.3 短路均流特性实验验证
        2.5.4 稳态均流特性实验验证
    2.6 本章小结
第3章 车载复用变换器传导干扰特性研究
    3.1 引言
    3.2 复用变换器传导干扰源频谱特性
        3.2.1 理想梯形波频谱特性
        3.2.2 SiC器件开关电压频谱特性
    3.3 复用变换器传导干扰耦合路径阻抗特性
        3.3.1 直流电容与共模电容阻抗特性
        3.3.2 屏蔽电缆与连接线缆阻抗特性
        3.3.3 功率电感阻抗特性
    3.4 DC/DC模式传导干扰特性
        3.4.1 单路Boost模式传导干扰特性分析
        3.4.2 单路Boost模式传导干扰特性验证
        3.4.3 三相交错Boost模式传导干扰特性分析
        3.4.4 三相交错Boost模式传导干扰特性验证
    3.5 OBC模式传导干扰特性
        3.5.1 OBC网侧传导干扰特性分析
        3.5.2 OBC网侧传导干扰特性验证
        3.5.3 OBC电池侧传导干扰特性分析
        3.5.4 OBC电池侧传导干扰特性验证
    3.6 本章小结
第4章 车载复用变换器传导干扰抑制研究
    4.1 引言
    4.2 功率电感器设计与绕线优化
        4.2.1 功率电感器设计
        4.2.2 功率电感器绕线优化
    4.3 DC/DC模式传导干扰抑制
        4.3.1 单路Boost传导干扰抑制
        4.3.2 三相交错Boost传导干扰抑制
    4.4 OBC模式传导干扰抑制
        4.4.1 OBC网侧传导干扰抑制
        4.4.2 OBC电池侧传导干扰抑制
    4.5 功率电感器与EMI滤波器集成单元
        4.5.1 网侧EMI滤波器设计
        4.5.2 传导干扰实验验证
    4.6 本章小结
第5章 车载复用变换器实验研究
    5.1 引言
    5.2 车载复用变换器实验样机研制
        5.2.1 功率电路单元
        5.2.2 控制电路单元
        5.2.3 实验测试样机
    5.3 车载复用变换器闭环控制系统研究
        5.3.1 DC/DC模式闭环控制系统
        5.3.2 OBC模式闭环控制系统
    5.4 车载复用变换器实验验证
        5.4.1 实验测试平台
        5.4.2 DC/DC工作模式实验验证
        5.4.3 OBC工作模式实验验证
    5.5 车载复用变换器损耗与功率密度分析
        5.5.1 各组成单元损耗、体积与重量
        5.5.2 效率与功率密度优化分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(10)射流掩膜电解放电脉冲电源研制及加工技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本课题研究背景与意义
    1.2 射流电解加工国内外研究现状
        1.2.1 射流电解加工研究现状
        1.2.2 脉冲电解电源的研究现状
        1.2.3 电化学放电加工的研究现状
    1.3 本课题来源和研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 论文主要研究内容
第二章 射流掩膜电解放电加工实验平台开发
    2.1 射流掩膜电解放电加工装置
    2.2 平台伺服运动控制
    2.3 平台系统及控制界面
    2.4 本章小结
第三章 基于SimPowerSystems的电源整流滤波研究
    3.1 电源总体设计方案
        3.1.1 电源参数设计要求
        3.1.2 方案对比分析
    3.2 三相桥式全控整流电路特性研究
        3.2.1 三相整流模块的选择与计算
        3.2.2 三相桥式整流仿真研究
    3.3 电容滤波电路计算
    3.4 本章小结
第四章 基于状态空间法的Z源逆变器控制研究
    4.1 电源Z源逆变器及其作用
    4.2 电源Z源逆变器的基本工作原理
    4.3 状态空间平均法建模
        4.3.1 控制系统结构分析
        4.3.2 控制器设计
        4.3.3 Z源逆变控制器闭环仿真
    4.4 控制器电路测试及分析
        4.4.1 直通占空比电路设计
        4.4.2 驱动电路设计
    4.5 本章小结
第五章 脉冲电源变换电路及控制系统研究
    5.1 脉冲电源输出波形变换电路研究
    5.2 基于Simulink仿真的Buck电路研究
        5.2.1 开关器件及频率特性研究
        5.2.2 Buck电路仿真分析研究
    5.3 基于嵌入式处理器的高频脉宽调制器
        5.3.1 系统设计方案及其原理功能分析
        5.3.2 系统硬件设计研究
        5.3.3 电源系统软件设计
    5.4 电源的集成及抗干扰
    5.5 本章小结
第六章 射流掩膜电解放电加工放电特性与机理研究
    6.1 射流掩膜电解放电实验研究
        6.1.1 加工过程中的放电现象
        6.1.2 放电条件下的凹坑形貌特性分析
    6.2 加工电场仿真分析研究
    6.3 放电机理分析
    6.4 本章小结
第七章 射流掩膜电解放电加工工艺实验研究
    7.1 Jet-MECDM和Jet-MECM的对比实验
        7.1.1 静止方式
        7.1.2 扫描移动方式
    7.2 射流掩膜电解放电加工试验研究
        7.2.1 脉冲电压峰值对凹坑形貌的影响
        7.2.2 脉冲电压频率对凹坑形貌的影响
        7.2.3 脉冲电压占空比对凹坑形貌的影响
        7.2.4 加工间距对凹坑形貌的影响
    7.3 射流掩膜电解放电加工正交试验研究
        7.3.1 试验参数及水平选定
        7.3.2 试验结果分析
    7.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得与学位论文相关的成果
致谢

四、一种适合电路仿真的IGBT模型(论文参考文献)

  • [1]面向中低速磁浮列车IGBT开关损耗的PSpice仿真研究[J]. 杨清,王连春,迟振祥. 舰船电子对抗, 2021(06)
  • [2]多参数IGBT在线监测系统设计[D]. 刘亚辉. 西安理工大学, 2021(01)
  • [3]IGBT多物理场建模技术与应用研究概述[J]. 耿学锋,何赟泽,李孟川,任丹彤,邹翔,赵俊蒙,李运甲. 中国电机工程学报, 2022
  • [4]LCC-MMC混合直流输电系统故障清除与恢复技术研究[D]. 王梦羲. 北京交通大学, 2021
  • [5]大功率IGBT驱动及过压抑制研究[D]. 李云涛. 西安石油大学, 2021(09)
  • [6]电动汽车充电桩有源功率因数校正与控制系统设计[D]. 柳思宇. 哈尔滨理工大学, 2021(02)
  • [7]大功率直流充电桩相关控制问题的研究[D]. 肖迪. 辽宁工业大学, 2021(02)
  • [8]基于FPGA的超声波电源系统研究[D]. 张远宝. 西安科技大学, 2021(02)
  • [9]基于SiC MOSFET并联的车载复用变换器及其传导EMI特性研究[D]. 曲建真. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
  • [10]射流掩膜电解放电脉冲电源研制及加工技术研究[D]. 陈朝大. 广东工业大学, 2021(08)

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适合电路仿真的 IGBT 模型
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