IGBT逆变式主电路的仿真研究

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基于IGBT全桥式逆变焊机主电路的设计与仿真

基于IGBT全桥式逆变焊机主电路的设计与仿真尹路;易吉良;张宝【摘要】Designed the main circuit of inverter welder with a FB-ZVS-PWM full-bridge IGBT inverter work as inverter main circuit topology, which consisted of the input rectifier filter circuit, inverter and output rectifier circuit. Analyzed the main circuit working principle and designed parameters of the components. Based on it, made the MATLAB simulation, and set up a prototype on the theoretical basis and made an experiment. The simulation result and prototype experimental result both demonstrated rationality and feasibility of the proposed circuit design.%设计了一种以FB-ZVS-PWM的IGBT全桥逆变的工作方式为逆变电源主电路拓扑结构的逆变焊机主电路，其结构由输入整流滤波电路、逆变器和输出整流电路3部分构成。

分析了主电路的工作原理，设置了元器件的参数，并在此基础之上进行了MATLAB仿真实验。

在理论基础之上，设计了原型机，并进行实验。

仿真实验结果和原型机实验结果均证明了所提出的电路设计的合理性和可行性。

【期刊名称】《湖南工业大学学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P26-31)【关键词】逆变器;绝缘栅双极晶体管;电弧焊;逆变拓扑结构【作者】尹路;易吉良;张宝【作者单位】湖南工业大学电气与信息工程学院，湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院，湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院，湖南株洲 412007【正文语种】中文【中图分类】TG434.1焊接电源是实现焊接的重要设备。

由IGBT组成的H桥型直流直流变换器的建模及应用仿真

目录1.引言 (2)1.1研究意义 (2)1.2研究内容 (2)2.直流-直流变换器的工作原理 (2)4 H桥DC/DC变换系统的电路仿真模型建立与实现 (6)5 结论 (11)心得体会 (12)1.引言1.1研究意义电能是现代工农业、交通运输、通信和人们日常生活不可缺少的能源。

电能一般分为直流电和交流电两大类，现代科学技术的发展使人们对电能的要求越来越高，不仅需要将将交流电转变为直流电，直流电转变为交流电，以满足供电能源与用电设备之间的匹配关系，还需要通过对电压、电流、频率、功率因数和谐波等的控制和调节，以提高供电的质量和满足各种各样的用电要求，这些要求在电力电子技术出现之前是不可能实现的，随着现代电力电子技术的发展，各种新型电力电子器件的研究、开发和应用，使人们可以用电力电子变流技术为各种各样的用电要求提供高品质的电源，提高产品的质量和性能，提高生产效率，改善人们的生活环境。

所谓变流就是指交流电和直流电之间的转换，对交直流电压、电流的调节，和对交流电的频率、相数、相位的变换和控制。

而电力电子变流电路就是应用电力电子器件实现这些转换的线路，一般这些电路可以分为四大类。

（1）交流—直流变流器。

（2）直流—直流斩波调压器。

（3）直流—交流变流器。

（4）交流—交流变流器。

本课题所要研究的是直流—直流斩波调压。

1.2 研究内容（1）工作原理分析（2）系统建模及参数设置（3）波形分析2.直流-直流变换器的工作原理直流—直流变流电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。

直接直流变流电路也称斩波电路，它的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与输出之间不隔离。

间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为带隔离的直流—直流变流电路或直—交—直电路。

IGBT单相桥式无源逆变仿真

在阻感负载时，还可以采用移相的方式来调节逆变电路的输出电压，这种方式称为移相调压。移相调压实际上就是调节输出电压脉冲的宽度。在单相桥式逆变电路中，个 IGBT 的栅极信号仍为 180 度正偏，180 度反偏，并且 V1 和 V2 的栅极信号互补，V3 和 V4 的栅极信号互补，但 V3 的基极信号不是比 V1 落后 180
图 2-7
6 本系统选择的仿真算法为 ode23tb，仿真 Start time 设为 0，Stop time 设为 0.08s。
三、仿真结果与分析
波形图分别代表输入电压波形、IGBT1.IGBT3 触发脉冲、IGBT2.IGBT4 触发脉冲、负载输出波形上的电压。下列波形分别是延迟角 a 为 30、40、50 时的波形变化。
3
Simulink 仿真实验报告
Subsystem 参数设定如下：
IGBT1 增补的触发脉冲：

图 2-4
4 RLC 支路参数设定：
图 2-5
图 2-6
4
Simulink 仿真实验报告
5 示波器相关参数的设定：“Number of axes”设置为 4，“Time range” 设置为 auto，“Tick labels”设置为 bottom axis only，“sampling”设置为 Decimation1。
图 1-2.移向调压理论波形
二、单相桥式无源逆变电路（阻感性负载）建模
1）.单相桥式无源逆变电路（电阻性负载）仿真电路图如图 2-1.所示：
图 2-1.单相桥式无源逆变仿真电路图
2
Simulink 仿真实验报告
2).仿真参数设定 1 IGBT 参数 Rn=0.001Ω，Lon=1e-6H，Vf=1V，Rs=1e5Ω，Cs=250e-6F；负载参数 R=1Ω，L=1e-3H； 2 直流电压源参数 U=100V；

现代电力电子技术之igbt建模与仿真

现代电力电子技术IGBT建模与仿真一、IGBT结构及工作原理自上世纪80年代绝缘栅双极型晶体管（IGBT）问世以来，逐渐取代了晶闸管和功率MOSFET等器件，在中频、中等功率变流领域获得了广泛的应用。

IGBT 克服了功率MOSFET高通态损耗的特性，同时保持了MOSFET门极电压驱动的优点。

IGBT是一种PNPN四层结构的器件，其结构剖面图和等效电路如图（1）所示。

(a) 剖面图(b) 达林顿等效结构图(1)IGBT结构剖面图及等效电路由图（1）（b）可知，IGBT相当于一个MOSFET和一个BJT的混合电路。

当在其栅极施加一个足够大的正向电压时，MOSFET内部将形成沟道，为晶体管提供基极电流，从而使IGBT导通。

此时由于P+区的空穴注入到N-区产生电导调制效应，能够减小N-区的电阻，从而使IGBT具有较小的通态压降。

二、IGBT工作特性IGBT的工作特性分为静态特性和动态特性两种。

(1)静态特性静态特性描述了稳态情况下IGBT的电流与电压关系，最常用的是其伏安特性和转移特性。

伏安特性指的是在不同的Vge下，Ice与Vce之间的关系，如图（2）左图所示。

转移特性是指集电极电流Ic与栅射电压Uge之间的关系，如图（2）右图所示。

图(2)IGBT的静态特性(2)动态特性动态特性描述了开关过程中IGBT的电压电流随时间变化的关系，分为开通特性和关断特性。

(a)开通过程 (b)关断过程图(3)IGBT的动态特性在开通过程中有两点值得关注：一是电流Ic上升率较快时，快恢复二极管的反向恢复电流将导致Ic出现尖峰，这一尖峰会引起电磁干扰等问题；二是寄生电容Cgc导致Miller效应，使Vge出现Miller平台，增加开通损耗。

在关断过程中，Cgc的分流作用使得在Vce下降过程中同样会出现Miller 平台，增加关断损耗。

此外电流下降过程中，二极管偏置导通将引起电压过冲，导致电磁干扰问题。

由于MOSFET快速关断，PNP双极管中存储的电荷不能及时释放，关断过程中还会有一个较长的拖尾电流，也增加了关断损耗。

IGBT模块热网络模型及电路仿真应用

IGBT模块热网络模型及电路仿真应用IGBT芯片在模块内工作时面临高压大电流环境，每个芯片因位置差异导致其温度各不相同，因此直接精准测量每个芯片的结温基本上是不可能的。

通常使用建立IGBT模块简化模型的方法，通过计算、仿真等方法得到IGBT模块内部芯片的等效结温，称为虚拟结温，用标志Tvj来表示。

广义上来说，谈到IGBT模块结温的时候，大部分情况下其实都是在说虚拟结温Tvj。

图1 IGBT模块内部结构IGBT模块的真实热传导路径应当是三维的，热量从芯片发出，通过横向（X，Y）和纵向（Z）路径传导。

由于模块内部结构复杂，所以模块内每一层材料上不同点的温度不一定相同，热传导形成的等温面可能是不规则的曲面（如图2）。

图2 IGBT模块内部传热路径和等温面半导体器件厂商为了量化半导体器件内部的虚拟结温Tvj，提出了一维分层热结构模型的方法。

该方法基于以下假设：(1)IGBT模块内部的传热路径简化为从内部芯片到外部基板的一维路线热结构模型（实际上其它路径的传热量的确远小于该路径）；(2)热结构模型体现的是模块内部等温面的分布，而不是对IGBT 模块内部物理结构的简单等效。

一、用电路理论分析热模型1.Cauer热网络模型将物体内部按材料进行分层，每一层都有其对应的热阻、热容，这种基于物体内部不同材料的真实物理特性建立的热网络模型叫做Cauer网络模型。

Cauer热网络模型可以用电路模型来等效。

模块外部的导热材料和散热器模型也可以一并加入热网络模型。

热源（W）可以对应电流源（A），热阻（K/W）可以对应电阻（Ω），热容（J/K）可以对应电容（F），温度（K）可以对应电压（V）。

有了这样的对应关系，即可将热模型转化为电路模型。

如图3所示，即为Cauer热网络模型转化成电路模型的情况。

图3 Cauer热网络模型转为电路模型通过电路仿真软件，将模块工作时的损耗用数学模型表示成电流，输入等效电路模型，监测各层的电路节点电压，即可得到各层的仿真温度。

IGBT光伏发电逆变工作原理和电路设计

IGBT光伏发电逆变工作原理和电路设计作者：海飞乐技术时间：2017-07-25 09:53 国内外大多数光伏发电系统是采用功率场效应管MOSFET构成的逆变电路。

然而随着电压的升高，MOSFET的通态电阻也会随着增大，在一些高压大容量的系统中，MOSFET会因其通态电阻过大而导致增加开关损耗的缺点。

相比之下，绝缘栅双极晶体管IGBT通态电流大，正反向组态电压比较高，通过电压来控制导通或关断，这些特点使IGBT在中、高压容量的系统中更具优势，因此采用IGBT构成太阳能光伏发电关键电路的开关器件，有助于减少整个系统不必要的损耗，使其达到最佳工作状态。

1.工作原理与设计思路1.1光伏发电系统结构太阳能光伏发电的实质就是在太阳光的照射下，太阳能电池阵列(即PV组件方阵)将太阳能转换成电能，输出的直流电经由逆变器后转变成用户可以使用的交流电。

原理图如图1所示。

逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键部件，因为它是将直流电转化为用户可以使用的交流电的必要过程，是太阳能和用户之间相联系的必经之路盟。

因此要研究太阳能光伏发电的过程，就需要重点研究逆变电路这一部分。

如图2(a)所示，是采用功率场效应管MOSFET构成的比较简单的推挽式逆变电路，其变压器的中性抽头接于电源正极，MOSFET的一端接于电源负极，功率场效应管Q1，Q2。

交替的工作最后输出交流电力，但该电路的缺点是带感性负载的能力差，而且变压器的效率也较低，因此应用起来有一些条件限制。

采用绝缘栅双极晶体管IGBT构成的全桥逆变电路如图2(b)所示。

其中Q1和Q2之间的相位相差180°，其输出交流电压的值随Q1和Q2的输出变化而变化。

Q3和Q4同时导通构成续流回路，所以输出电压的波形不会受感性负载的影响，所以克服了由MOSFET构成的推挽式逆变电路的缺点，因此采用IGBT构成的全桥式逆变电路的应用较为广泛一些。

图1 太阳能光伏发电原理图1.2 IGBT的工作原理绝缘栅双极晶体管IGBT是相当于在MOSFET的漏极下增加了P+区吲，相比MOSFET来说多了一个PN结，当IGBT的集电极与发射极之间加上负电压时，此PN结处于反向偏置状态，其集电极与发射极之间没有电流通过，因此IGBT要比MOSFET具有更高的耐压性。

大容量逆变电源IGBT并联应用的仿真分析

器可为空芯或铁芯的。
图 5 ( a) 电路为采用空芯电抗器动态均流 ,它的优点是
简单 ,可限制 d i/ d t和 du / d t,故被普遍采用。
电感参数
LS
=
0. 01DN 2 (μH) L + 0. 44
(5)
D
式中 : D、L —空芯电感螺管的直径、长度 ;单位 : cm
N —匝数
输出电流的改进型驱动电路 ,用它可驱动 400A /600V模块三
个并联或 300A /1200V 模块的三个并联 IGB T, 外接元件与
EXB851或 EXB841相同。
图 6 IGBT并联用栅极驱动电路果。图 7为图 2电路中 ab两端电压 Vab 的波形及流过负载的电流 IL 的波形。图 8为图 3电路中 AB两端电压 VAB 的波形及流过负载的电流 IL 的波形。
3) 挑选特性参数尽量一致的器件进行并联 ,在同型号、
同批次的器件中筛选参数一致或尽可能接近的器件。
4) IGB T并联时 ,适当降低每只器件的电流定额值。选择
IGB T的额定电流 :
In
=
( 1. 5 - 2) ILm ( 0. 8 - 0. 9) np
(7)
式中 : 1. 5 ～ 2 :安全裕量 ;
( Southe rn Yangtze U nive rsity,W uxi J iangsu 214036, China)
A BSTRACT:W hen inve rte r power is deve lop ed as a la rge outpu t power, it is usua lly lim ited by the e lectric cu rrent cap ac ity of a single IGB T ( Insu la ted Gate B ipo la r Tran sisto r). Illum inated by the success of MO SFETs app lied in p arallel, this p ape r a im s at to so lve this p roblem by u sing the pa ra lle l m e thod of IGB Ts. B ased on analyzing the IGB Tπs ope ra ting m echanism , this p ape r a lso de scribe s the elec tric circu it and its op era ting p rinc ip le. The reason s led to cu rrent unba lance s of each IGB T in p arallel are ana lyzed, and the co rre sponding so lu tion s and the hybrid IC are p ropo sed. The theo ry analysis and the re sults of the c ircuit sim u la tion show that the h igh cap ac ity inverter powe r w ith the pa ra lle l m e thod of IGB Ts is ava ilable, in this way it can en la rge the elec tric curren t capac ity of the who le m ach ine and inc rease the power of inve rte r. KEYW O RD S: IGB T; Parallel; Inverter powe r; Sim ula tion

IGBT热仿真建模分析

IGBT功率管热仿真工作总结一、【问题描述】：大功率IGBT是我司产品中的常用器件，尤其是在功率模块中，例如风能功率模块，光伏逆变器等。

在这些产品中，IGBT有一个共同特点：功率密度大，工作温度高。

如果不能建立有效的散热途径，将热量散出，IGBT工作温度超过允许值，就会损毁。

在产品设计的初始阶段，如何利用仿真手段准确评估IGBT的结温，建立有效的散热途径就成为热设计工程师急需解决的问题。

二、【原因分析】：IGBT芯片Diode芯片图1 IGBT内部结构图硅凝胶DBC图 2 IGBT内部芯片焊接结构简图IGBT内部结构如图1所示，发热器件由多组芯片组成，每一组芯片由一个IGBT芯片和一个Diode（二极管）芯片组成（视具体情况而定，有些IGBT中，一组芯片中IGBT 芯片数和Diode芯片数不同）。

图1中绿色方框中的为IGBT芯片，黄色方框中的为Diode 芯片。

如图2所示，IGBT芯片和Diode芯片正上方是一层厚度约5mm ，导热系数为0.15W/m.K的透明硅凝胶；芯片直接焊接在DBC层上，DBC层再焊接在铜基板表面。

DBC层由0.38mm厚氧化铝陶瓷片上下紧密贴附0.3mm厚铜皮组成（DBC的具体结构和制造厂家有关，另外相同厂家不同型号的产品具体结构也不相同，本文只介绍一种典型的结构）。

由于芯片上部的硅凝胶导热系数很小，芯片产生的热量主要通过下方的铜基板传到散热器上。

芯片和散热器之间的热阻分布如图3所示，归纳起来可分为两部分：①结壳热阻（芯片到铜基板的热阻）；②壳到散热器的热阻（铜基板和散热器之间的热阻）。

热流方向图3 IGBT热阻网络图IGBT的最高使用温度和热阻数据可以从厂家提供的器件资料中查到。

通常产品中使用的IGBT管子（一个桥臂）实际是将两个IGBT封装在一起，如图4所示。

厂家给定的热阻值可能是其中一个IGBT的值，也可能是整个IGBT管子（一个桥臂）的热阻，根据具体资料确定。

以英飞凌FF1000R17IE4为例，FF1000R17IE4管子内部共有12组芯片（一组芯片包含一个IGBT芯片和一个Diode芯片；一个IGBT有6组芯片）。

IGBT单相桥式无源逆变电路课程设计

IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常见的电力电子变换器拓扑结构，广泛应用于各种领域的电力控制和调节中。

本文将详细介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、电路结构、控制策略以及性能评估等方面，并通过课程设计来深入理解和实践这一电路的工作机制。

一、设计原理IGBT单相桥式无源逆变电路是一种将直流电压转换为交流电压的电力电子变换器。

其基本工作原理是通过控制IGBT管的导通和关断，调节输出电压的大小和频率，实现对负载端的功率调节。

在正半周和负半周分别通过两个IGBT管来实现电压的逆变，从而产生交流输出。

二、电路结构IGBT单相桥式无源逆变电路主要由四个IGBT管和四个二极管组成，其中两个IGBT管和两个二极管串联构成半桥，两个半桥串联形成全桥结构。

通过PWM控制方法，控制IGBT管的导通和关断，实现对输出电压的调节。

三、控制策略1. PWM控制：采用脉冲宽度调制（PWM）控制方法，通过改变PWM信号的占空比来调节输出电压的大小。

2. 电压闭环控制：通过采集输出电压信号，与设定的参考电压进行比较，控制PWM信号的占空比，实现稳定的输出电压控制。

3. 过流保护：设计合适的过流保护电路，当负载过大时及时切断IGBT 管的导通，以保护设备和负载不受损坏。

四、性能评估1. 效率评估：通过测量输入功率和输出功率，计算电路的效率，评估电路的能量转换效率。

2. 谐波分析：通过示波器等工具对输出波形进行谐波分析，评估谐波含量，检查输出波形的质量。

3. 动态响应：测试电路的动态响应特性，如瞬态响应时间、稳定性等，评估电路的动态性能。

五、课程设计内容1. 电路仿真：使用仿真软件搭建IGBT单相桥式无源逆变电路模型，进行电路仿真分析。

2. 硬件设计：根据电路原理图设计PCB电路板，选取合适的元器件进行电路搭建。

3. 控制程序编写：编写微控制器控制程序，实现对IGBT管的PWM 控制和电压闭环控制。

4. 性能测试与优化：进行电路性能测试，如效率测试、谐波分析、动态响应测试等，根据测试结果进行电路性能优化。

IGBT仿真设计(毕业论文)---精品管理资料

本科毕业论文(设计）题目：IGBT的仿真设计学院：理学院专业: 电子科学与技术班级: 2007级1班学号: 070712110075 学生姓名：孙阔指导教师：傅兴华2011年6月1日贵州大学本科毕业论文(设计)诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文(设计）,是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文(设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处.特此声明。

论文（设计）作者签名：日期：目录摘要.............................................................................................................................. I II 第一章绪论 (1)1。

1功率半导体器件的发展［1] (1)1.2 IGBT的诞生和发展 (2)1.3 IGBT的应用 (2)第二章IGBT的结构、工作特性和主要参数 (3)2.1 IGBT的结构 (3)2。

2工作原理 (4)2.3 IGBT的特性 (5)2。

3。

1 IGBT的静态特性 (5)2.3。

2 IGBT动态特性 (7)2.4 IGBT的设计理论 (8)2。

4.1 IGBT的结构设计理论 (8)2。

4.2 IGBT的闩锁效应 (9)2.4.3 器件设计的主要性能影响因素 (9)第三章IGBT的设计 (12)3。

1外延层的计算 (12)3。

1。

1 IGBT的击穿机理 (12)3。

2 栅氧化层的计算 (14)3.3 P阱的设计 (14)3。

4阴极N阱（NSD）的设计 (15)3。

5饱和电流的计算[6］ (15)第四章IGBT的工艺仿真 (16)4。

1工艺参数 (16)4.2 使用Athena软件设计工艺流程 (16)4。

2。

1 定义网格 (16)4。

2.2 外延缓冲层 (17)4。

2.3 外延N—外延层 (18)4。

IGBT单相桥式无源逆变电路设计

IGBT单相桥式无源逆变电路设计IGBT单相桥式无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，广泛应用于电力电子领域中。

无源逆变电路由于不需要任何外部能源，使得其工作更加简单和可靠。

本文将介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、主要组成部分以及其工作原理等内容。

在设计IGBT单相桥式无源逆变电路时，需要考虑以下几个关键因素：1.选择合适的IGBT管：IGBT管是无源逆变电路的关键部件，应选择具有适当的功率、电压和电流特性的IGBT管。

同时需要考虑其导通和关断速度，以确保电路的稳定性和工作效率。

2.设计适当的驱动电路：由于IGBT管需要在高频环境下工作，需要设计适当的驱动电路，以提供恰当的电压和电流波形，确保IGBT的正常工作。

3.控制策略设计：无源逆变电路的控制策略是确保电路能够实现所需输出的重要因素。

可以采用脉宽调制（PWM）控制策略，通过控制开关的导通和关断时间，来实现电压和频率的调节。

4.滤波电路设计：逆变电路产生的输出电压可能存在较高的谐波成分，需要设计适当的滤波电路来消除这些谐波，从而获得稳定的交流输出。

1.当输入直流电源施加在桥式电路的直流侧时，根据控制策略，对四个IGBT管进行相应的开通和关断操作。

2.当Q1和Q4管开通，Q2和Q3管关断时，输入直流电源通过Q1管和Q4管流入负载电阻RL，形成正向电压。

3.反之，当Q1和Q4管关断，Q2和Q3管开通时，输入直流电源通过Q2管和Q3管流入负载电阻RL，形成反向电压。

通过适当控制IGBT管的导通和关断时间，可以调节输出的电压和频率，从而实现不同的应用需求。

在设计IGBT单相桥式无源逆变电路时，需要进行合理的元件选择、电路设计和控制策略设计，以确保电路的性能和稳定性。

此外，还需要考虑保护电路的设计，以确保电路和负载的安全性。

基于Saber的IGBT逆变桥无损缓冲电路的仿真分析

基于Saber的IGBT逆变桥无损缓冲电路的仿真分析作者：杨淼来源：《中国新通信》2015年第02期【摘要】 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）缓冲电路对抑制IGBT开关过程中产生的尖峰电压具有重要作用。

本文通过分析无损缓冲电路的原理及特点，结合原有RCD缓冲电路，探索研究了一种新的适用于IGBT逆变桥的无损缓冲电路，并采用Saber软件对两种电路进行了仿真分析，对比比较了两种缓冲吸收电路的优缺点。

仿真结果验证了新无损缓冲电路抑制IGBT 关断过电压的可靠性。

【关键词】 Saber IGBT逆变桥缓冲电路 RCD一、引言IGBT作为电力电子变换技术的重要器件，其工作频率经常高达20kHz～50kHz，即使大容量应用一般也在5kHz，因此很小的电路电感就可能引起很大的Ldi/dt，从而产生过电压危及IGBT的安全，故IGBT缓冲电路的功能在于对开关过程中过电压的吸收和抑制[1]。

传统RCD 缓冲电路中，由于使用电阻来为缓冲电容提供放电通路，消耗了部分能量，降低了电路的效率，且发热量大，因此研究一个实用的适用于桥式逆变器的无损缓冲电路对于电力电子技术的发展和我国各行各业的生产、节能、环保等方面都很有意义[2]。

二、无损缓冲电路的原理及设计一般无源无损缓冲电路有以下两个共同点：1、需要有缓冲吸收元件，用来控制开关器件的瞬变电流和瞬变电压，实现开关的零电流开通和零电压关断，故一般都串联一个开通缓冲电感和并联一个关断缓冲电容。

2、需要有缓冲吸收元件无损释放所吸收能量的辅助电路，或是转移其吸收能量的其他储能元件及其无损回馈电能的辅助电路[3，4]。

图1 传统钳位式RCD缓冲电路图2 钳位式无损缓冲电路图1是传统钳位式RCD缓冲电路。

该电路将电容上过冲能量部分送回电源，因此损耗较小，被认为是适合大功率IGBT的缓冲电路[5，6]。

一般无损吸收电容能量的恢复大多需要电感作为能量转移的中间环节，结合图1 RCD 缓冲电路中电容能量的转移路径，本文考虑用电感元件替代RCD电路中的电阻元件，并且为了避免振荡，串联一个导流二极管。

IGBT热仿真建模分析

IGBT热仿真建模分析IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种常用的功率半导体器件，其拥有低开通电压、高阻断电压和高电流能力的优点，因此在电力电子领域广泛应用。

热仿真建模分析是对IGBT进行电热特性模拟和分析的方法，本文将对IGBT热仿真建模分析进行探讨。

首先，IGBT的热仿真建模分析是基于热传导方程和瞬态热特性来进行的。

热传导方程描述了功率半导体器件内部的热传导过程，而瞬态热特性则描述了器件在瞬态工作条件下的温度变化过程。

在进行IGBT的热仿真建模分析时，首先需要确定模型的几何结构。

IGBT的结构包括导电层、绝缘层、衬底以及金属电极，这些结构在热仿真中需要被建立为相应的热传导模型。

其次，在建立热仿真模型时，需要确定IGBT的材料参数和边界条件。

材料参数包括导电层和绝缘层的热导率、热容以及密度等，而边界条件则包括器件的热界面温度和散热条件等。

然后，根据所选取的热传导模型和边界条件，利用热传导方程进行热仿真计算。

热传导方程是一个偏微分方程，其解可通过有限元方法或其他数值求解方法获得。

在进行瞬态热仿真时，需要考虑器件在工作过程中的瞬态功耗和瞬态散热等因素。

最后，根据热仿真分析的结果，可以得到IGBT的温度分布、温升和热耗散等信息。

这些结果可以用于评估器件的热稳定性、散热设计和寿命预测等方面。

总结起来，IGBT热仿真建模分析是一种对该功率半导体器件进行电热特性模拟和分析的方法，主要涉及到几何结构建模、材料参数确定、热传导方程求解以及结果分析等步骤。

通过热仿真建模分析，可以更好地了解IGBT的热特性，为器件的设计和应用提供参考依据。

IGBT逆变点焊电源主回路酌研制及计算机仿真

电压７交流电经单相整流电容滤波变成３４的Ｖ，１Ｖ
【关键词】点焊；ＧＴ逆变技术；算机仿真ＩＢ；计
【中图分类号】Ｕ８１Ｔ５【文献标志码】Ａ
ＤｅｅｏｍｅｔｎｉｖｌｐｎｄＳｍｕｌｔｏｆＭａｎＣｉｃｉａａｉｎｏｉｒｕｔｏｆＲｅｉｔｎｅＳｔｅｄｇＩｖｒｅｓｓａｃｐｏｌｉｅｔｒＷｎｎ
■ 张继伟（上海机电设计研究院有限公司，海２０４）上０００
【要】摘随着电子技术的发展和大功率快速开关等电子元件
的应用，变技术开始被逐步引入焊接领域。简要介绍逆变逆
技术的点焊逆变电源主回路，利用目前流行的通用电路仿
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电源技术-IGBT逆变器吸收电路的研究.

IGBT 逆变器吸收电路的研究An Investigation to the Snubber Circuit of IG B T Inverter西南交通大学徐晓峰连级三 (成都 610031承德石油高等专科学校李风秀 (承德 067000摘要 :在分析无吸收电路的 IG B T 逆变器的基础上 , IG B TIG B T 逆变器的几种吸收电路结构 , Abstract :Based on the analysis of pro2belems in IG B T The results are varified by com 2 :inverter;snubber circuit ; IGBT 1前言在以 GTO 、 GTR 为代表的自关断器件发展过程中 , 为减小吸收电路损耗 , 人们提出了多种低损耗吸收电路 , 如Undelland 吸收电路 [1]、Δ型吸收电路和 MaMurry 吸收电路 [2], 并成功地用于1000kVA 以上的 GTO 逆变器 [3]。

随着 IG B T 的出现及其广泛的应用 , 人们又对用 Undelland 吸收电路的 5kVA IG B T 逆变器进行了研究 [4]。

Δ型吸收电路也被成功地用于 800kVA 的三电平 IG B T 逆变器中 [5]。

与 GTO 或 GTR 相比 , IG B T 的特性既有相似之处 , 又有不同之处 , 因此 , 对 IG B T 逆变器吸收电路的要求不同于 GTO 或 GTR 逆变器。

2无吸收电路的 IGBT 逆变器无吸收电路的 IG B T 逆变器是否能正常工作 , 应当满足下述条件 :①正常情况下工作时 , 器件的开关轨迹应在器件的安全工作区以内 , 并应有足够的裕量 ;②在 PWM 方式下工作时 , 器件的总损耗应小于其允许的耗散功率 , 并应有足够的裕量 ;③发生短路时 , 应使器件能在可承受的短路时间和门极关断耐量范围内尽快关断 , 并保证从短路到关断的运行轨迹在器件的安全工作区以内 (包括非重复区。

一种三电平IGBT逆变器吸收电路的研究

Ａｂｔａｔｎｔｉｐｐｒｗｉｄｆｃｒｅｔｖｒｈｏｈｎｍｅｏｎａｓｕｂｒｃｒｕｔｏ．ｈｅ— ｖｌｓｒｃ：／ｈｓａｅ，ｔｏｋｎｓｏｒｎｅｓｏｔｅｏｎｎｉｎｂｅｉｉｆ，ｔｒｅｌｅｕｏｐｃｅＩＢＴｉｖｒｒａｅｉｄｃｔｄＴｅｅｓｎｔｉｏｅ－ｕｒｎｒｎｌｚｄＡｎｗｔｔｇｍｔｏｆｄｏｅＧｅｔｒｉａｅ．ｈａｏｓｏｈｓｖｒｒｅｔｅａｅ．ｅｓｉｅｈｄｏｉｄｎｅｎｒｆｃａａｙｅｎｃａｐｎｈｅ— ｖｌｉｖｒｒｉｐｏｏｅ．Ｉｈｓｍｔｏ，ｔｅｔｒｅｌｖｌｃｃｉｃｎａｎａｉｔｏｌｍｉｇｔｒｅｌｅｎｅｔｓｒｐｓｄｎｔｉｅｈｄｈｈｅ— ｅｉｕｔｏｔｉｓａｖｒｅｆｅｅｅｒｙ
路电流产生的原因进行了分析；提出了一种用于二极管箝位型三电平主电路半桥测试方法，该方法模拟了三电平电路含有死区时问的各种实际开关工作状态。利用该测试方法，对该吸收电路进行了测ห้องสมุดไป่ตู้ ，仿真和实验证实了此短路电流的存在及该测试方法的有效性。
关键词：三电平逆变器吸收电路测试方法
中图分类号：Ｔ６Ｍ４４
文献标识码：Ａ
文章编号：１０８２２１）４００．６０３４６（０００ —０１０
Ｒｅｅｈｏｎｂｅｉｃｉｏｒｅｌｖｌ１ＩｖｒｅｓａｃｎａＳｕｂｒＣｉｕｔｆｒＴｈｅｅｅＧＢＴｎｅｔｒｒｒＩ１Ｉ－ｏｒＩ１Ｉ

采用IGCT电压型逆变器的高压变频器仿真研究

采用IGCT电压型逆变器的高压变频器仿真研究IGCT 高压变频器Pspice建模与仿真1引言大功率电力电子器件[8][9]及大规模集成电路技术的发展, 使得采用高—高直接变换方式实现高压(6 kV，10 kV)变频调速装置成为可能。

与高—低—高变换方式的高压变频器相比，高—高变频器具有体积小、重量轻、效率高、性能价格比高等优点，因而得到越来越多的应用。

国内也有多家公司推出了采用基于IGBT器件的单元串联单相桥式主电路结构的高压变频器产品，这种主电路结构由于IGBT器件数量多、信号调制复杂而使得整体可靠性较差，驱动能力低，其输出功率也因IGBT单管容量有限而受到限制。

而IGCT（Integrated Gate Commutated Thyristor）是90年代在晶闸管技术的基础上，结合IGBT[5]和GTO等成熟技术开发的新型器件。

因此，它比IGBT更适合于高电压、大容量方面的使用。

同时IGCT在GTO的基础上进行了重新优化设计，因而与GTO相比更具有开关状态损耗低、门极控制简单、关断速度快、主回路接线简单等优点。

目前使用的IGCT元件最高耐压水平为5.5kV，适合于大容量变频器使用。

鉴于IGCT器件完好与否关乎变频器设备的安全运行，对交流电动机电源的变频改造可以改善启动性能，从而延长电动机的使用寿命，降低企业的生产成本至关重要[1]。

2IGCT子电路模型的建立2.1 IGCT结构与工作原理[6]IGCT是集成门极驱动电路和门极换流晶闸管GCT[10]的总称，在工艺上采用了单元结构集成的方法，其阴极被细分为许多个单元胞，周围由门极包围，形成所谓多阴极的结构，整个芯片的外面是反并联的快速二极管。

IGCT的阳极PNP三极管，是一只高压大电流的三极管，N基区很厚，在关断之始，N基区有大量的存储电荷，这就需要阳极电流有一定时间(1-2μs)去除这些电荷。

由于其阴极NPN三极管anpn。

值大，即比较灵敏，因此，在这个时间内，阴极三极管能够转出工作区，这样当阳极电压上升时，就不会有任何阴极电流了，也就是说，在关断时IGCT是一个基极开路的PNP三极管。

基于RB-IGBT的T型逆变器中点电压控制技术仿真研究

基于RB-IGBT的T型逆变器中点电压控制技术仿真研究王全东;李方正【摘要】Firstly,the paper analyzed the topology and switching mode of three-phase T-shaped inverter with reverse blocking IGBTs,then elaborated the reasons of the inverter neutral point voltage unbalance and proposed related suppres-sion algorithm.At last,a simulation system is built with MATLAB/Simulink,the result of the simulation shows that the T-shaped inverter can realize three level voltage output with SVPWM arithmetic and its neutral point voltage is effectively controlled.%文章首先分析了基于 RB-IGBT的三相T型逆变器的拓扑结构和开关模态，深入阐述了 T型逆变器中点电压不平衡的原因并提出了针对性的抑制算法。

最后利用 MATLAB/Simulink模块搭建了系统仿真模型，结果表明采用该算法的 SVPWM控制实现了T型逆变器的三电平输出，而且中点电压也得到了有效控制。

【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P39-41)【关键词】RB-IGBT;T型逆变器;空间电压矢量调制;中点电压【作者】王全东;李方正【作者单位】装甲兵工程学院控制工程系，北京 100072;装甲兵工程学院控制工程系，北京 100072【正文语种】中文【中图分类】TN861 T型逆变器概述T型逆变器是一种改进型的中点钳位型(NPC)三电平拓扑，如图1所示，它利用一个双向开关来实现中性点对地钳位的功能［1］。

IGBT 逆变式主电路的仿真研究

2000年3月南昌航空工业学院学报March.2000第14卷第1期 Journal of Nanchang Institute of Aeronautical TechnologyVol.14　№1IG B T 逆变式主电路的仿真研究3曾　敏　薛家祥　黄石生　罗卫红　方　平(华南理工大学　机电工程系　广州510640)摘　要　通过对全桥式IG BT 逆变主电路的研究,论述了CAD 技术在电路设计中的应用前景,介绍IG BT 全桥主电路的工作原理及IG BT 、主变压器的数学模型,并对全桥主电路进行了仿真研究。

实验结果表明,仿真波形与实际相符合,吸收参数对电路的影响比较小。

关键词　电路设计　TG BT 逆变　模型　仿真中图分类号TN710;TP291.9前言由于电力电子技术的发展及计算机技术的不断进步,计算机辅助设计技术(CAD )在电力电子技术系统设计中得到了广泛的应用。

由于CAD 技术的出现,使电子工程师的设计效率得到大大提高,同时省略了许多实验过程,降低了设计成本。

目前比较流行的通用电子电路的仿真分析软件都是在美国加州大学伯克利分校开发的SPICE 程序发展起来的,其中以Meta Software 公司的HSPICE 、MicroSim 公司的PSPICE 和Intusoft 公司的ICAP 最为著名。

[1][2]本文不是在Intusoft 公司的ICAP4.0的平台上进行仿真研究的。

ICAP4.0包含4个工具包:Edit Text Files 用于电路文本的编辑:Ispice4.0用于电路分析:Scope 是功能强大的多路示波器,可任意缩放电压电流波形;SpiceNet 用于绘制需仿真的电路,因此,它可以同时以文本和图形两种方式表述需仿真的电路。

此外,ICAP4.0还自带庞大的器件模型库,从而使设计人员可减轻设计工作量。

本文利用ICAP4.0来对IG B T 全桥逆变主电路进行仿真和分析。