变压器在IGBT串联技术中的应用.pdfVIP

维普资讯 第 42卷 第 5期 登廷誉 Vol42 N05 2005年 5月 May 2005 变压器在IGBT串联技术中的应用 贾艳明 ，严 萍 ，庄洪春 (1．中国科学院电工研究所，北京 100080；2．中国科学院研究生院，北京 100039) 摘要 ：介绍了同步变压器在1GBT串联技术中的应用及其设计方法，并给出了实验和仿真结果。 关键词：变压器；同步；IGBT；串联 中图分类号：TM4O2 文献标识码：B 文章编号：1001-8425(2005)05-0014-05 (b)减小高压电源的体积； 1 引言 (c)减少缓冲电路的功率损耗； 由于高重复频率固体开关在加速器 、雷达发射 (d)简化驱动电路。 机、高功率微波和污染控制等领域具有潜在优势，因 然而，单个IGBT器件的电压等级仍然满足不 此固体开关技术已成为近年脉冲功率领域研究的重 了高压电源的应用要求，而且高压IGBT的使用成 点之一。晶闸管和GTO(门极可关断晶闸管)等电力 本很高，采用多个低压 IGBT器件串联可以有效的 电子开关耐压等级高，通流能力强，在高压电源中得 降低使用成本，还可以满足高压电源的应用需求 在 到了广泛的应用。但其工作频率低，变压器体积庞 IGBT串联使用中存在的主要问题是由于其驱动信 大，以致设备体积很大，满足不了人们对很快的开关 号 的不同步使得串联的多个 IGBT导通时间不一 速度和高重复频率的应用需求。 致，造成某个IGBT承受瞬间的过电压。当驱动信号 近年来 ，功率电子器件获得了很大的发展，高压 时间不同步性严重时，会造成 IGBT的损坏。为了抑 大电流等级的绝缘栅双极型晶体管 (InsulatedGate 制开关过程中的瞬间过电压，需要为每个 IGBT并 BipolarTransistor，以下简称 IGBT)不断问世 ，使 联一个阻容缓冲电路网络，这在一定程序上可吸收 IGBT的应用范围从较低电压等级的开关电源延伸 瞬间过电压。但抑制过电压更为有效的方法是控制 到大功率的高压电源。IGBT器件的开关速度比较 IGBT的驱动信号一致，使其同步工作。IGBT开关速 快 ，相对于晶闸管和 GTO，在高压电源中采用基于 度特别快，对驱动信号同步性提出了很高的要求。如 IGBT器件的开关技术具有以下优越性： 果使用通常的反馈电路使驱动信号同步，就需要采 (a)提高系统的工作频率； 用一些高速器件，这不仅增加了高压电源的成本，而 (1．HubeiPolytechnicUniversity，Wuhan430068，China；2．HuazhongUniversityofScience Technology，Wuhan430064，Chian) Abstract：Thefield strength， magneticinduction andpotentialvectorin tankwallare calculated． Theformulaofpowerlossisderived．Thecalculatingexamplesarepresented． Keywords：Transformer；Magneticpotentialvector； Tankwall；Addycurrent； Powerloss； Leakageflux 收稿 日期：2004—12—01；修稿 日期：20o5—01—19