驱动方式对逆变器损耗的影响
电动车驱动电机及其控制技术综述
电动车驱动电机及其控制技术综述摘要：简述了电动车驱动系统及特点，在此基础上全面分析并比较了电动车要紧电气驱动系统，着重介绍了一种深埋式永磁同步电动机及其操纵系统，最后简要概述了电动车电气驱动系统的进展方向。
1 概述电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，不仅在能源、环境方面有其特殊的优越性与竞争力，而且能够更方便地使用现代操纵技术实现其机电一体化的目标，因而具有广阔的进展前景。
现有电动车大致能够分为下列几个要紧部分：蓄电池、电池管理、充电系统、驱动系统、整车管理系统及车体等。
驱动系统为电动车提供所需的动力，负责将电能转换成机械能。
不管何种电动车的驱动系统，均具有基本相同的结构，都能够分成能源供给子系统、电气驱动子系统、机械传动子系统三部分，其中电气驱动子系统是电动车的心脏，要紧包含电动机、功率电子元器件及操纵部分。
如图1所示。
其中，电动车驱动系统均具有相同或者相似的功能模块，如图2所示。
2 电动车电气驱动系统比较电动机的类型对电气驱动系统与电动车整体性能影响非常大，评价电动车的电气驱动系统实质上要紧就是对不一致电动机及其操纵方式进行比较与分析。
目前正在应用或者开发的电动车电动机要紧有直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机四类。
由这四类电动机所构成的驱动系统，其总体比较如下表所示。
电动车电气驱动系统用电动机比较表下面分别对这几种电气驱动系统进行较为全面地分析与阐述。
2.1 直流驱动系统直流电动机结构简单，具有优良的电磁转矩操纵特性，因此直到20世纪80年代中期，它仍是国内外的要紧研发对象。
而且，目前国内用于电动车的绝大多数是直流驱动系统。
但普通直流电动机的机械换向结构易产生电火花，不宜在多尘、潮湿、易燃易爆环境中使用，其换向器保护困难，很难向大容量、高速度进展。
此外，电火花产生的电磁干扰，对高度电子化的电动汽车来说将是致命的。
此外，直流电动机价格高、体积与重量大。
随着操纵理论与电力电子技术的进展，直流驱动系统与其它驱动系统相比，已大大处于劣势。
三相电压型逆变电路120°导电方式_概述及解释说明
三相电压型逆变电路120°导电方式概述及解释说明1. 引言1.1 概述三相电压型逆变电路是一种常见且重要的逆变器拓扑结构，通常被广泛应用于工业控制、电力传输以及可再生能源领域等。
其中，其中采用120°导电方式的三相电压型逆变电路是一种常见的工作模式。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行介绍和说明：首先，在"2. 三相电压型逆变电路120°导电方式"部分中，我们将详细解释该逆变器的定义、原理以及构成元件，并深入探讨其工作原理。
接着，在"3. 概述及解释说明"部分中，我们将针对120°导电方式的三相电压型逆变电路进行特点介绍，同时与其他导通方式进行比较。
最后，在"4. 结论"部分中，我们将对整篇文章进行总结概要，并提供对三相电压型逆变电路未来发展的展望和建议。
1.3 目的本文旨在全面介绍和解释三相电压型逆变电路中采用的120°导通方式，并通过比较不同的导通方式来说明其在实际应用中的优势。
此外，本文还将从技术角度出发，展望该逆变电路的未来发展趋势，并提供相关的建议和改进方向。
通过对三相电压型逆变电路120°导通方式的深入理解，读者将能够更好地应用该技术并在实践中取得更好的效果。
2. 三相电压型逆变电路120°导电方式：2.1 定义及原理：三相电压型逆变电路是一种将直流电转换为交流电的装置，它通过采用特定的脉宽调制技术来实现。
而120°导通方式是其中常用的一种导通控制方式。
在三相电压型逆变电路中，通过控制开关器件（如晶闸管或功率场效应管等）的导通和断开，使得输入直流侧的正、负源极之间交替连接到输出交流侧的不同相，从而产生所需频率和幅值的交流信号。
而120°导通方式则是指通过改变三个开关器件之间的导通角度来实现对交流输出波形进行控制。
此方法将每个周期分为6个相同时间间隔（即360°/6 = 60°），其中A、B、C三相各自占据两个相邻时间间隔。
不平衡负载下三相四桥臂逆变器的控制与实现
一、概述在现代电力系统中，逆变器作为电能转换的重要设备，广泛应用于各种领域，如风电、光伏发电、电动汽车等。
三相四桥臂逆变器作为一种常见的逆变器结构，在实际应用中，由于负载不平衡等因素的影响，会对其控制和性能产生一定的影响。
针对三相四桥臂逆变器在不平衡负载下的控制与实现进行研究，对于提高逆变器的稳定性和性能具有重要意义。
二、三相四桥臂逆变器基本结构和工作原理三相四桥臂逆变器是一种常见的逆变器结构，其基本结构由六个功率器件组成，可以实现对三相交流电源的逆变输出。
在正常工作情况下，三相四桥臂逆变器的工作原理是利用PWM技术对输入的直流电压进行调制，从而实现对输出三相交流电压的控制。
在负载平衡的情况下，逆变器可以实现良好的性能。
三、不平衡负载对三相四桥臂逆变器的影响在实际应用中，由于负载的不平衡性，如负载的不对称、不匹配等因素会对三相四桥臂逆变器的工作产生影响。
主要表现在以下几个方面：1. 输出电压波形失真：负载不平衡会导致逆变器输出的三相电压波形失真，影响其稳定性和性能。
2. 电流不平衡：负载不平衡还会导致逆变器输出的三相电流不平衡，存在功率因数低、损耗大等问题。
3. 逆变器保护失效：负载不平衡会加大逆变器内部元件的损耗，使其保护功能失效，从而影响系统的安全性。
四、不平衡负载下三相四桥臂逆变器的控制策略针对不平衡负载下三相四桥臂逆变器的影响，可以采取以下控制策略进行改进和优化：1. 直接控制策略：通过对逆变器输出电压和电流进行实时检测和调整，实现对不平衡负载的即时响应。
2. 功率均衡控制策略：通过对三相输出功率进行均衡调整，实现对负载不平衡的自适应调节，提高逆变器的整体性能。
3. 容错控制策略：在逆变器输出发生不平衡时，引入容错机制，及时对系统进行保护和修复，确保逆变器的稳定运行。
五、不平衡负载下三相四桥臂逆变器的实现技术在实际工程中，对于不平衡负载下三相四桥臂逆变器的实现，可以采用以下技术手段进行：1. 基于DSP的控制算法：利用数字信号处理器（DSP）实现对逆变器的实时控制和调节，提高控制精度和速度。
三电平逆变器pwm驱动波形
三电平逆变器pwm驱动波形下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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几种用于IGBT驱动的集成芯片
几种用于IGBT驱动的集成芯片2. 1 TLP250（TOSHIBA公司生产）在一般较低性能的三相电压源逆变器中，各种与电流相关的性能控制，通过检测直流母线上流入逆变桥的直流电流即可，如变频器中的自动转矩补偿、转差率补偿等。
同时，这一检测结果也可以用来完成对逆变单元中IGBT实现过流保护等功能。
因此在这种逆变器中，对IGBT驱动电路的要求相对比较简单，成本也比较低。
这种类型的驱动芯片主要有东芝公司生产的TLP250，夏普公司生产的PC923等等。
这里主要针对TLP250做一介绍。
TLP250包含一个GaAlAs光发射二极管和一个集成光探测器，8脚双列封装结构。
适合于IGBT或电力MOSFET栅极驱动电路。
图2为TLP250的内部结构简图，表1给出了其工作时的真值表。
TLP250的典型特征如下：1）输入阈值电流（IF）：5 mA（最大）；2）电源电流（ICC）：11 mA（最大）；3）电源电压（VCC）：10～35 V；4）输出电流（IO）：± 0.5 A（最小）；5）开关时间（tPLH /tPHL）：0.5 μ s（最大）；6）隔离电压：2500 Vpms（最小）。
表2给出了TLP250的开关特性，表3给出了TLP250的推荐工作条件。
注：使用TLP250时应在管脚8和5间连接一个0.1 μ F的陶瓷电容来稳定高增益线性放大器的工作，提供的旁路作用失效会损坏开关性能，电容和光耦之间的引线长度不应超过 1 cm。
图3和图4给出了TLP250的两种典型的应用电路。
在图4中，TR1和TR2的选取与用于IGBT驱动的栅极电阻有直接的关系，例如，电源电压为24V时，TR1和TR2的Icmax≥ 24/Rg。
图5给出了TLP250驱动IGBT时，1 200 V/200 A的IGBT上电流的实验波形（50 A/10 μ s）。
可以看出，由于TLP250不具备过流保护功能，当IGBT过流时，通过控制信号关断IGBT，IGBT中电流的下降很陡，且有一个反向的冲击。
SiC器件在光伏逆变器中的应用与挑战研究
SiC器件在光伏逆变器中的应用与挑战研究[摘要]伴随新能源变流器的持续应用发展，其今后发展趋势将以较高的功率密度、可靠高效、低成本等为主。
以SiC器件为基础下新能源类型逆变器属于必然的一种选择。
我国现阶段已有部分光伏的逆变器内部着手引入SiC器件，并且投放运行，所获取效果比较理想。
鉴于此，本文主要探讨光伏逆变器当中SiC器件的应用及其挑战，仅供业内相关人士参考。
[关键词]逆变器；光伏；SiC器件；应用；挑战前言：SiC器件，其对于光伏逆变器而言往往属于双刃剑，虽然可获取更多技术优势，但应用过程当中往往还面对着较多技术方面挑战，需要予以充分考虑分析。
因而，对光伏逆变器当中SiC器件的应用及其挑战开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。
1、简述SiC器件与Si器件相比较起来，SiC器件自身性能提升显著，能够满足于光伏变换装置需求目标。
能隙较高，则器件实际漏电流会相对较小，而自身高温层面耐受力会有所增强。
SiC器件实际最高结温是225℃，可见，其能耐受的结温高，对整个逆变器而言可起到散热简化方面作用。
SiC器件实行冷却方式，可促使散热装置体积、重量均下降，而功率密度逐渐提高，则逆变器实际成本减少[1]。
但针对高结温类型器件，其在商业化量产方面会受限于高温封装相关技术。
同时，临界场强，则相同耐压条件之下，芯片尺寸相对更小，且导通电阻、结电容实际大小均下降，实际的开关速度随之加快。
Si MOSFET器件，其通常呈较大的结电容，且开关频率实际限定范围是100kHz之内；SiC MOSFET运作频率能够提升至＞200kHz。
故光伏逆变器实际应用期间，SiCMOSFET能够代替Si IGBT，促使损耗下降，逆变器总体效率提升；开关频率逐渐提升后，直流母线总体电容及其输出的相应滤波电感等所有无源元件实际体积、质量均下降，则系统成本明显降低，但功率密度呈提升趋势。
低损耗之下，温度总体循环应力呈下降趋势，器件及其逆变器则更具可靠性，实际的使用寿命可被延长。
无刷直流电机逆变器的软开关技术
无刷直流电机逆变器的软开关技术无刷直流电机逆变器是一种将直流电能转换成交流电能并驱动无刷直流电机的电子设备。
在无刷直流电机逆变器中，软开关技术在提高电机效率、减少电机噪音、降低电机振动等方面起着重要的作用。
本文将介绍无刷直流电机逆变器软开关技术的原理、分类、现有研究进展，并分析其优缺点。
无刷直流电机逆变器的原理是将直流电能通过逆变器转换成交流电能，然后通过交流电能驱动无刷直流电机运转。
在逆变器中，开关管承担着很重要的作用，其具体工作模式在很大程度上决定了逆变器的性能。
传统的硬开关技术在开关管关断时会产生较大的开关损耗和电磁干扰，不利于逆变器的安全和稳定运行。
而软开关技术可以在开关管关断时通过一系列控制策略提高开关管的效率和工作稳定性，减小开关损耗和电磁干扰。
根据开关管的工作原理和逆变器的拓扑结构，可以将软开关技术分为多种类型。
常见的软开关技术包括零电压切换（ZVS）技术、零电流切换（ZCS）技术、有限电压切换（FZVS）技术等。
其中，ZVS技术是指在开关管关断时通过调节电压或电流使其达到零值的技术，可以减小开关管关断时的开关损耗，提高逆变器的效率。
ZCS技术是指在开关管关断时通过调节电流使其达到零值的技术，可以减小开关管关断时的电流压力，降低电磁干扰。
FZVS技术是指在开关管关断时通过控制电压保持在一定范围内的技术，可以降低开关管关断时的电压应力，延长其使用寿命。
当前，软开关技术在无刷直流电机逆变器中得到了广泛的应用和研究。
根据控制策略的不同，可以将软开关技术进一步分类为PWM控制技术、谐振控制技术、混合控制技术等。
PWM控制技术是指通过调节开关管的通断时间比例来控制输出电压或电流的技术，可以实现电机的高效驱动和精确控制。
谐振控制技术是指通过共振电路和谐振元件来控制开关管的开关瞬间，减小开关损耗和电磁干扰。
混合控制技术是指将PWM控制技术和谐振控制技术相结合的技术，可以实现更高的性能和更低的成本。
基于矢量控制的光伏逆变器IGBT损耗计算
基于矢量控制的光伏逆变器IGBT损耗计算王博【摘要】为精确计算光伏逆变器的IGBT损耗,指导系统热设计,提出了一种IGBT 损耗精确计算的实用方法.以可视化的工程计算工具MathCAD为载体,基于SVPWM矢量控制原理,建立了光伏逆变器IGBT实际工作的动态电流函数,并以该电流函数为核心,建立了IGBT损耗、反并联二极管损耗与电路中电流、电压等强相关参数的准确模型,通过编辑IGBT通态饱和压降与电流的函数;IGBT开、关损耗与电流及工作电压的函数;反并联二极管通态压降与电流的函数;反并联二极管反向恢复损耗与电流等的函数;利用积分及线性插值函数求和的形式计算出IGBT及其反并联二极管的损耗.利用该精确方法与传统的经验公式分别对损耗进行计算,逆变器IGBT温升试验结果与经验公式计算结果有一定的差异,与计算方法结果完全一致.结果表明,建立在IG-BT及反并联二极管实际开关动作的损耗计算,在工程上等效于真实的工况,可以精确反应IGBT的损耗.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2016(046)008【总页数】5页(P45-49)【关键词】空间矢量脉宽调制;绝缘栅双极型晶体管;通态损耗;开关损耗【作者】王博【作者单位】西安铁路职业技术学院,陕西西安710014【正文语种】中文【中图分类】TM615近年来，随着大功率的光伏逆变器、机车牵引变流器、UPS及变频器等产业的发展，其功率容量的不断提高，对IGBT的可靠应用提出了较高的要求。
研究表明，IGBT的散热系统在整个功率系统，乃至整机中起着至关重要的作用，而IGBT的损耗计算是散热系统设计的前提，因此IGBT损耗的精确计算可以有效提高开发效率。
IGBT是功率系统的核心器件，其损耗主要由两部分组成，即通态损耗（包括IGBT 及其反并联二极管）和开关损耗（包括IGBT开通损耗、关断损耗及其反并联二极管的反向恢复损耗）。
目前已有一些文献介绍IGBT损耗计算的方法，一般均以经验公式计算为主，没有考虑IGBT实际工作实时变化的电流、电压等强相关参数，没有将IGBT开关损耗及通态损耗、反并联二极管通态损耗及反向恢复损耗的强影响因素引入计算中，因此存在较大的误差。
逆变器IGBT功率模块故障分析与处理措施分析
逆变器IGBT功率模块故障分析与处理措施分析摘要：绝缘栅双极型晶体管功率模块设计，是当前设计逆变器的核心所在，只有充分保障模块运行的可靠性与整体质量，才可以让光伏电站可以稳定安全的运行下去。
在本文的分析中，主要阐述了IGBT的功率模块经常损坏问题，并从运行环境、硬件以及各种影响因素进行分析，为相关领域工作人员提供一定的参考。
关键字：IGBT；光伏电厂；硬件故障引言为了保障IGBT功率模块可以稳定的运行，日常需要工作人员结合实际的故障信息，进行针对性的分析与评估，同时采用准确的处理方式，及时的处理好例如锁定效应、过流运行以及短路超时的常见故障信息，以此全面的推动电力系统的运行稳定性。
1 IGBT功率单元绝缘栅双极型晶体管的设计，采用金氧半场效晶体管进行安装，以及与双极型晶体管进行负荷处理，以此具备着驱动功率小，以及开关速度比较快的特征。
在运行的过程中，也相应的发挥出饱和同时压降低的技术优势。
这样的设备在使用中，需要得到故障的及时处理与把控，以此促进新能源发电厂的稳定运行，带来更多的电力生产效益[1]。
2 IGBT功率模块故障分析2.1 锁定效应IGBT在设计中，由于内部设置了寄生晶体管，以此在规定的漏极电流的范围区间中，正偏电压要避免出现晶体管的导通情况。
在漏极电流的不断增长之后，正偏电压会导致NPN晶体管的开通，以此让NPN与PNP的晶体管始终处于饱满的状态下。
这样的情况，会导致栅极失去了原本的控制状态，并带来一定的IGBT 的锁定的基本效应，后续会引发一定的集电极电流过大，以及带来功耗方面的基本损失[2]。
2.2 长时间过流IGBT的功率模块的长时间运行过程中，经常会受到设备的选型失误问题，或者出现的安全问题的影响。
一旦出现了超出反偏安全工作区域，以及限定当中的电流安全边界的影响。
其次，后续进行针对性的处理中，需要及时的对断器件进行及时的处理，并控制引发功率所带来的一定负面影响。
现阶段进行该项目的处理中，需要结合系统的故障状态，才可以最终判断系统运行效果。
sic和si基逆变器的损耗
sic和si基逆变器的损耗全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：sic和si基逆变器是现代电力转换系统中常用的元件，其损耗特性直接影响整个系统的性能和效率。
在逆变器中，损耗主要包括开关损耗、导通损耗和驱动损耗等多个方面。
本文将从这几个方面详细解析sic和si基逆变器的损耗特性。
开关损耗是逆变器中一个重要的损耗组成部分。
当逆变器的开关器件（如IGBT、MOSFET等）由于切换状态而导致功率元件的漏电流时，将会产生开关损耗。
在sic基逆变器中，由于其具有更高的开关频率以及更低的导通电阻等特性，其开关损耗一般会比si基逆变器低一些。
而si基逆变器的开关损耗主要取决于器件的导通损耗和开关速度等因素。
导通损耗也是逆变器中不可忽视的一部分。
导通损耗是指逆变器中功率器件在导通状态下的功耗。
在sic基逆变器中，由于其材料的半导体特性以及工艺优势，其导通损耗往往比si基逆变器低，特别是在高频率和高温度下性能表现更加出色。
而si基逆变器受限于硅材料的导通特性，导通损耗相对较高。
驱动损耗也是逆变器中一个重要的损耗来源。
在逆变器工作过程中，为了确保开关器件能够正常切换，需要进行驱动信号的产生和传输。
驱动损耗主要取决于驱动电路的设计和性能。
在sic基逆变器中，由于其具有更高的驱动速度和更低的传输损耗，其相对si基逆变器而言驱动损耗可能会更低一些。
sic和si基逆变器的损耗特性受到多个因素的影响，包括开关损耗、导通损耗和驱动损耗等。
在选择逆变器时，需要综合考虑这些因素，并根据具体的应用需求进行选择。
随着sic技术的不断发展和完善，相信在未来的电力转换系统中，sic基逆变器将会有更广泛的应用和更好的性能表现。
第二篇示例：sic和si基逆变器在电力电子领域中起着至关重要的作用。
逆变器是将直流电转换成交流电的设备，被广泛应用于电力系统、工业控制以及新能源领域。
而sic和si基逆变器则是逆变器的两种主要类型，它们在性能、效率和损耗方面有着不同的特点。
驱动方式对逆变器损耗的影响
驱动方式对逆变器损耗的影响摘要：作为逆变器中的功率元件，IGBT的损耗是影响逆变器效率的重要因素。
而不同的驱动方式对于IGBT的静态特性以及动态特性都有着重要的影响，一旦驱动方式选择不合适，开通时间与关断时间将延迟，功率损耗将大幅度增加。
IGBT的开关时间、开关损耗、dv/dt、di/dt、反向偏置安全运行区域、短路电流安全运行区域、EMI以及续流二极管反向恢复电流都要受栅极驱动电阻的影响。
本文将从IGBT的驱动电阻入手，通过双脉冲实验，就驱动方式对于逆变器损耗的影响进行研究和验证。
关键词：逆变器；IGBT；损耗；驱动方式；双脉冲实验一、双脉冲实验介绍图1-2 双脉冲驱动信号和电压电流示意图如图1-1所示为双脉冲实验的原理图，将一个+15V电源并联在上管IGBT晶体管栅极和发射极的两端，确保上管晶体管IGBT是处于关断状态的，因此该电路实际上是一个Boost升压电路，双脉冲实验的实验原理如下：在实验开始之前，首先给母线的电解电容进行充电。
这时候确保KM2是处于断开状态的，然后再闭合KM1，使预先设定了电压值的电源E通过电阻R为母线电容充电，这里电阻R的作用是为了避免充电速度过快损坏电路。
等到母线电容的电压达到预定值时，断开KM1，此时充电完成。
在接下来的整个测试过程中，母线电容为整个测试电路来提供能量。
由于在测试的过程中各个元件所消耗的能量极少，因此可以认为母线电压恒定不变。
实验结束之后，需要对母线电解电容进行放电措施。
先使KM1处于断开状态，再闭合KM2，这样做可使能量通过电阻R释放掉。
在双脉冲实验过程中，如图1-2所示为驱动信号和电压电流示意图，栅极驱动发出两个脉宽可调的脉冲。
t1时刻栅极驱动发出第一个脉冲，下管IGBT导通，母线电压就加到电感L 上，电流Ic就随着开通时间而线性地增加，所以可以根据自己所需要的电流值来设定脉冲开通的总时间。
t2时刻第一次脉冲结束，下管IGBT关断，电感L上的电流由上管二极管续流，如图中的虚线所示。
小电感无刷直流电机不同驱动结构下的控制特性及功耗比较
小电感无刷直流电机不同驱动结构下的控制特性及功耗比较武俊峰【摘要】针对具有小电感特性的无刷直流电机,比较了全桥结构下PWM驱动和PAM驱动方式的区别。
两种驱动方式下系统的控制特性和功耗有所不同,对于全桥结构下的PWM驱动方式,具有调速特性非线性的特点,在控制系统设计时应考虑在不同转速下采用不同的比例系数;而PAM驱动方式具有调制特性线性度好、电流平滑、涡流损耗小、系统功耗低和高低速系统特性一致的特点,但相对地增加了结构复杂性。
两种驱动结构应根据实际情况使用。
%For BLDC motor with small inductance,the control characteristics and mechanical properties was compared under the PWM drive mode and pulse amplitude modulation （PAM） drive mode.PWM mode has nonlinear control characteristics,and different proportion coefficient should be used in different speed range.PAM drive mode has good linearity,all speed range consistent and the lower power consumption features.But the system structure complexity is increased relatively.The comparison indicates that under PWM and PAM drive mode the system has different performance,and lower power consumption.The actual situation should be considered,when using the two dive mode.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2012(027)008【总页数】6页(P270-275)【关键词】无刷直流电机;驱动结构;PAM驱动;PWM驱动【作者】武俊峰【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,长春130033【正文语种】中文【中图分类】TM3511 引言随着永磁电机的发展，无刷直流电机在电力系统中的应用受到越来越多的关注，包括无刷电机控制系统设计、无刷电机伺服系统的系统稳定性、驱动结构和功率效率等。
不同驱动方式下永磁无刷电动机损耗及热场研究
关键 词 ： 永磁 无刷 电动 机； 损耗 ； 热场 ； 方波 ； 正 弦波
中图分类号：Ｔ Ｍ ３ ５ １ 文献标 志码：Ａ 文 章编 号：１ ０ ０ ７ － － ４ ４ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ － － ０ ０ ９ ２ － － ０ ８
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赵 南 南 ，刘 卫 国２ ，Ｚ ＨＵ Ｚ Ｑ ３
浅谈逆变器与驱动互锁保护的设计应用
文章编号 ：０ ８—５ ９ （０７ ０ —０ ５ —０ １０ ６ ６ ２ ０ ）１ ０ ７ ２
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆ ｉ ｖ ｒ ｉ ｎ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｉｃ ｉｓ ｓｇ ｎ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅ ｓｏ ｎ ｒ ｔｃ ｉ ｎ ｃｒ ｕ ｔ
ｒｃｌ ｆｕ ｎ ｅ ｔ ｅｓ ｓｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｉ ｈ ｒｑ ｅ ｃ ｏ ｖ ｍｉｎ ａ ｄ ｖ ｌｃｔ ｄ ｕａｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ．Ｔｈ ｅ ｔ ｉ ｌｅ ｃ ｈ ｙ ｔｍ ｕ ｃｉ ｎ ｔ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｏ ｎ ｅｏ ｉ ｍｏ ｌｔ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｙｎ ｏ ｙ ｏ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｃｒｕｔｉ ｐａ ｉｇ ｔ ｅ ｄ ｃｓｖ ｏｅ ｉ ｈ ｅｉｂｌ ｙ ｏ ｒｔ ｃｉ ｉｃ ｉ ｓ ｌｙｎ ｈ ｅ ｉ ｅｒ ｌ ｎ ｔ ｅｒｌ ｉ ｔ ｆＶＶＶＦ ｙ ｔｍ ．１ｎ ｔ ｅ ｉｇ ｔ ｅ ｌｅｏ ｈ — ｏ ｉ ａ ｉ ｓ ｓｅ ｅ ｇ ｈ ｎｎ ｈ ｉ ｆｔ ｅｉ ｆ ｎ ｓａｌ ｎ ｎ ｖ ｉｉｇ ｔｅ ｐ ｗｅ ｕ ｅｂ ｏ ｅ ｔｌ ｍｅ ｔａ ｄａ ｏｄｎ ｈ ｏ ｒｔ ｂ ｒ ｋ ｎ．
基于SVPWM策略的三相逆变器损耗计算与仿真分析
LI Meilin LIU Wensheng （Electrical and Information Engineering，Dalian Jiaotong University，Dalian 116028）
Abstract Firstly，the pulse width modulation strategy with low switching frequency is analyzed and discussed. A simplified algorithm of space vector pulse width modulation，which eliminates coordinate transformation and sector identification，is proposed to build SVPWM simulation model. Then，the power loss of the two-level voltage source inverter has been studied，and the mathe⁃ matical formula of the loss of each part is put forward by SVPWM technology. On the basis of this，the inverter loss model is set up in Matlab / Simulink platform for simulation research，and the feasibility of the loss model is verified by Matlab programming. The power loss of two-level voltage source inverter in space vector pulse width modulation and SVPWM strategy in zero vector concentra⁃ tion is analyzed. Finally，the influence of modulation ratio and switching frequency on power loss and efficiency of two voltage source inverters are analyzed.
全桥逆变电路IGBT模块的实用驱动设计
全桥逆变电路IGBT模块的实用驱动设计一、本文概述《全桥逆变电路IGBT模块的实用驱动设计》一文旨在深入探讨全桥逆变电路中IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块的高效、可靠驱动技术。
该文以工程实践为导向，结合理论基础与现代电力电子技术的发展趋势，系统地阐述了IGBT模块驱动设计的关键要素、设计原则、常见挑战以及应对策略，旨在为相关领域的工程师和研究人员提供一套全面且实用的驱动设计方案参考。
文章将对全桥逆变电路的工作原理及IGBT模块在其中的核心作用进行简要回顾，强调其作为功率开关器件在电能转换过程中的高效性和可控性。
在此基础上，详述IGBT模块的结构特性、电气性能参数及其对驱动电路的具体要求，包括但不限于阈值电压、开关速度、安全工作区、栅极电荷等关键指标，为后续驱动设计的合理选择与优化奠定理论基础。
本文将聚焦于实用驱动设计的各个环节，从驱动电路拓扑的选择与设计开始，剖析隔离技术、驱动电源、缓冲电路、保护机制等关键组件的设计原则与实现细节。
将特别讨论驱动信号的形成与传输、栅极电阻的计算与选取、dvdt与didt抑制措施、过流与短路保护、过热与欠压保护等关键技术点，旨在确保IGBT模块在各种工况下能够稳定、快速、无损地开关，并有效延长其使用寿命。
进一步地，文中将结合实际应用案例，探讨驱动设计在不同应用场景下的适应性与优化策略，如工业变频器、新能源汽车、不间断电源（UPS）等领域的特定需求与挑战。
通过实例分析，读者将了解到如何根据具体应用条件，如负载特性、工作频率、环境温度、系统效率要求等，灵活调整和优化驱动方案，以实现最佳的系统性能与可靠性。
本文还将探讨驱动技术的最新进展与未来发展趋势，包括智能驱动、集成化驱动解决方案、基于新型半导体材料的驱动技术等前沿研究方向，以启发读者关注并跟进领域内的技术创新，不断提升全桥逆变电路中IGBT模块驱动设计的先进性与竞争力。
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驱动方式对逆变器损耗的影响
发表时间：2018-10-17T11:47:42.673Z 来源：《河南电力》2018年8期作者：张旭洪川海[导读] 本文将从IGBT的驱动电阻入手，通过双脉冲实验，就驱动方式对于逆变器损耗的影响进行研究和验证。
（广州电力设计院有限公司广东广州 510610）摘要：作为逆变器中的功率元件，IGBT的损耗是影响逆变器效率的重要因素。
而不同的驱动方式对于IGBT的静态特性以及动态特性都有着重要的影响，一旦驱动方式选择不合适，开通时间与关断时间将延迟，功率损耗将大幅度增加。
IGBT的开关时间、开关损耗、dv/dt、di/dt、反向偏置安全运行区域、短路电流安全运行区域、EMI以及续流二极管反向恢复电流都要受栅极驱动电阻的影响。
本文将从IGBT的驱动电阻入手，通过双脉冲实验，就驱动方式对于逆变器损耗的影响进行研究和验证。
关键词：逆变器；IGBT；损耗；驱动方式；双脉冲实验
一、双脉冲实验介绍
图1-2 双脉冲驱动信号和电压电流示意图如图1-1所示为双脉冲实验的原理图，将一个+15V电源并联在上管IGBT晶体管栅极和发射极的两端，确保上管晶体管IGBT是处于关断状态的，因此该电路实际上是一个Boost升压电路，双脉冲实验的实验原理如下：在实验开始之前，首先给母线的电解电容进行充电。
这时候确保KM2是处于断开状态的，然后再闭合KM1，使预先设定了电压值的电源E通过电阻R为母线电容充电，这里电阻R的作用是为了避免充电速度过快损坏电路。
等到母线电容的电压达到预定值时，断开KM1，此时充电完成。
在接下来的整个测试过程中，母线电容为整个测试电路来提供能量。
由于在测试的过程中各个元件所消耗的能量极少，因此
可以认为母线电压恒定不变。
实验结束之后，需要对母线电解电容进行放电措施。
先使KM1处于断开状态，再闭合KM2，这样做可使能量通过电阻R释放掉。
在双脉冲实验过程中，如图1-2所示为驱动信号和电压电流示意图，栅极驱动发出两个脉宽可调的脉冲。
t1时刻栅极驱动发出第一个脉冲，下管IGBT导通，母线电压就加到电感L上，电流Ic就随着开通时间而线性地增加，所以可以根据自己所需要的电流值来设定脉冲开通的总时间。
t2时刻第一次脉冲结束，下管IGBT关断，电感L上的电流由上管二极管续流，如图中的虚线所示。
t3时刻栅极驱动发出第二个脉冲，下管IGBT第二次导通，由于上管二极管的反向恢复电流的叠加，通过下管的电流Ic就会形成一个尖峰。
t4时刻第二次脉冲结束，下管IGBT第二次关断，由于母线存在有杂散电感，就导致下管会出现一个电压尖峰。
用双脉冲而不用单脉冲来测试，是因为单脉冲无法测到二极管反向恢复过程，并且双脉冲测试可以通过调节脉宽来控制开关频率，避免IGBT因过热而损坏。
二仿真分析
1 引言
在仿真软件中搭建了双脉冲实验的仿真模型，分别更换不同的开通驱动电阻以及关断驱动电阻，观察IGBT下管的集射极电压Uce和集电极电流Ic，从而找到驱动方式对逆变器损耗的影响。
2 仿真结果与分析
由图2-1和图2-2可知，在开通时，驱动电阻越小，IGBT开通响应越快，持续时间越短，开通过程中产生电流尖峰越大，对元件冲击也越大，不利于元件安全使用。
由图2-3可知，驱动电阻为5Ω、10Ω和15Ω时，开通损耗分别为9mJ、14mJ和20mJ，可见驱动电阻越小，开通损耗越小。
由图2-4和图2-5可知关断时，驱动电阻越小，IGBT关断过程响应越快，持续时间越短，关断过程中产生电压尖峰越大，对元件冲击也越大，不利于元件的安全工作。
图2-6可知，驱动电阻为3.3Ω、5.6Ω和10Ω时，关断损耗分别为3mJ、4.5mJ和6mJ，可见驱动电阻越小，关断损耗越小。
三物理实验
1 实验平台介绍
实验装置中直流母线电压通过可控整流器得到，驱动板型号为SEMIKROM公司的SKYPER 32PRO R，发出的双脉冲信号是通过DSP28335软件编程控制驱动板产生，脉宽可通过编程调节。
IGBT为英飞凌公司的FF450R12KT4，额定电压和电流为1200V/450A。
开关KM1和KM2采用施耐德公司C65H-DC直流断路器，直流母线电容C为240μF，续流电感L为0.5mH。
测试仪器为泰克TPS2014B四通道示波器，测试探头为高压差分探头HP9258以及Fluke电流钳。
图3-4 关断过程的能量损耗
图3-3和图3-4分别描述的是经过处理之后得到的IGBT开通和关断过程中的能量损耗。
从图中可以看出，驱动电阻为5Ω、10Ω和15Ω时，开通损耗分别13mJ、17mJ和23mJ；驱动电阻分别为3.3Ω、5.6Ω和10Ω时，关断损耗分别为4.5mJ、6mJ和8.5mJ。
可见当驱动电阻越小的时候，开通损耗越小，关断损耗也越小。
由此也验证了仿真中结论的正确性。
四、结语本文研究了逆变器功率开关IGBT驱动方式对于逆变器损耗的影响，通过双脉冲实验分析了不同驱动电阻对于IGBT开关损耗的影响。
得到了以下结论：
（1）IGBT的开通过程受驱动电阻影响较大，而关断过程受到影响小一些；
（2）小驱动电阻可以提高开关速度，降低开关损耗，但驱动电阻过小会形成较大的电流和电压尖峰，因此对驱动电阻阻值的选取要根据具体情况更全面考虑；
（3）驱动电阻影响驱动脉冲的波形：驱动电阻过小会产生脉冲振荡，驱动电阻过大会让驱动脉冲延迟、变缓。
参考文献：
[1]王方，党怀东，杨有涛，等. 一种用于大功率IGBT的驱动电路[J]. 电气传动自动化，2010，32（1）：27-30.
[2]蒋玉想，李征. 基于双脉冲的IGBT及驱动电路测试方法[J]. 电子技术，2012（7）：78-80.
[3]钟再敏，徐旭.车用IGBT模块及其驱动电路双脉冲实验[J].《电力电子技术》，2017（2）：103-106 作者简介：
张旭（1988年3月生），男，系统助理设计师，硕士，研究方向为电力系统规划、新能源。