新型电力电子器件与变换技术课程论文三电平逆变器缓冲电路原理和设计.doc

上海大学 2012-2013 学年秋季学期研究生课程考试 小论文 课程名称： 新型电力电子器件与变换技术 课程编号： 09SAW9007 论文题目: 三电平逆变器缓冲吸收电路的原理和设计 姓 名: 杨银莎 学 号: 论文评语: 成 绩: 任课教师: 评阅日期: 三电平逆变器缓冲吸收电路原理和设计 杨银莎 （上海大学 学院，上海200072）The principle and design of three level inverter buffer absorbing circuit YANG Yin-sha (School of Mechantronics Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China) Abstract: To get three level inverter buffer circuit model, firstly introduces three level inverter basic working principle, then as for the fact that IGBT device produces over voltage need buffer circuit, several common buffer circuit model and its principle has been given, according to the overvoltage emergence mechanism illustrates line layout characteristics, and finally gives out the two most common types of buffer circuit: a wont appear voltage imbalance, another kind of strangulation overvoltage, and its working process buffer results are explained. Key Words: Three Level Inverter Buffer Circuit 前 言 在IGBT的应用中，随着电压、电流、频率的不断增加，对IGBT的保护显得尤为重要，而缓冲电路的作用就更加明显。针对曾经出现的由于缓冲电路使各开关器件上电压不均的情况本文提出了一种没有电压不均的最简单的缓冲电路模型，同时针对每个开关管的过电压都做了钳制效应的缓冲电路。 1 三电平逆变器工作原理 三电平电路的基本原理，如图1.1是二极管嵌位式三电平逆变器，从一个桥臂出发，给T1、T2导通触发脉冲，T3、T4关断时，A输出电压U=Udc/2，A相输出电压U=0。给T3、T4导通触发脉冲，T1、T2关断时，A相输出电压U=—Udc/2。 2 缓冲电路的类型及其作用 器件损坏，不外乎是器件在开关过程中遭受了过量di/dt、dv/dt或瞬时功耗的危害而造成的。缓冲电路的作用，就是改变器件的开关轨迹，控制各种瞬态过电压，降低器件开关损耗，保护器件安全运行。 缓冲电路的基本类型有四种：C缓冲电路，把电容和器件并联。RC缓冲电路，把RC串联电路和开关器件并联。RCD缓冲电路和放电阻止型RCD缓冲电路如图所示。其各自特点及应用条件： C缓冲电路： 采用薄膜电容，靠近IGBT安装，其特点是电路简单，用作对瞬变电压有效而低成本的控制，接在C1和E2之间（两单元模块）或P和N之间（六单元模块），缺点是由分布电感及缓冲电容构成LC谐振电路，易产生电压振荡。 RC缓冲电路： 其特点是适用于斩波电路，但在使用大容量IGBT时，必须使缓冲电阻的阻值增大，否则，开通时集电极电流过大，使IGBT的功能受到一定限制。 RCD缓冲电路： 与RC缓冲电路相比，其特点是增加了缓冲二极管，从而使缓冲电阻增大，避开了开通时IGBT功能受阻的问题。 适用于较大功率IGBT模块，缓冲二极管D可箝制瞬变电压，从而能抑制由于母线寄生电感可能引起的寄生振荡。其RC时间常数应设计为开关周期的1/3。 放电阻止型RCD缓冲电路： 与RCD缓冲电路相比，其特点是产生的损耗小，适合于高频开关。 3 IGBT缓冲电路 IGBT采用缓冲电