IGBT串联阀优化技术实现均压控制

随着电力电子技术在电力系统中的广泛应用，现代电力电子装置正朝着高电压、大功率、高频率和高电能质量的方向发展。然而，电力电子器件的电压水平远远不能满足高压电力电子装置的要求，从而促使人们不断研究新型电路拓扑，如多电平结构、模块电路串联结构、IGBT器件直接串联结构等。IGBT器件直接串联组成高压IGBT串联组件，配合典型的两电平和三电平电路结构，是实现一些高压电力电子装置的简单而有效的途径。

IGBT器件直接串联的主要技术难点在于各个器件之间的均压问题。由于驱动信号的差异、IGBT器件的特性差异和应用电路的杂散参数，IGBT串联组件中各个IGBT器件的集射极电压往往不均，尤其是开关过程中的动态电压不均，导致IGBT器件因过压而损坏。RCD无源吸收电路是常用的被动型均压电路，结构简单、成本低，在门极驱动信号同步的条件下，具有较好的均压效果，但是当门极信号存在较大差异时，均压效果很差^［15］。基于IGBT的门极控制特性，门极电压箝位电路、门极平衡核控制^{［16，17］}、门极RCD有源控制^{［18，19］}等多种主动型均压方法得以提出和研究。其中，门极电压箝位常作为过压保护措施集成于门极驱动电路中。

为了分析比较不同均压措施下的均压效果，引入IGBT集射极电压不平衡度α_imb指标，α_imb定义如下：

式中 U_dc——IGBT串联组件承受的总直流电压；(www.xing528.com)

n——IGBT串联器件个数；

u_max——分压最大的IGBT器件的集射极电压；

u_min——分压最小的IGBT器件的集射极电压。