基于电压电流的IGBT关断机理与关断时间研究

基于半导体物理和IGBT基本结构, 深入论述了IGBT关断机理, 推导出IGBT关断时间随电压和电流的变化规律: 关断时间随电压的增大而增大, 随电流的增大而减小. 查明了变化规律的物理机理, 仿真和实验结果验证了理论推导与所得变化规律的正确性. 提出采用指数与双曲线复合规律描述IGBT关断时间的变化. 对深化IGBT关断机理和解决电力电子装置死区时间设置等工程问题具有一定的理论意义和应用价值. 关键词： 关断机理 耗尽层 载流子 关断时间     

续流二极管续流瞬态反向恢复电压尖峰机理研究

电力电子变流装置中的开关续流元件功率二极管由续流到截止转换的反向恢复过程中会在负载上产生电压尖峰,且短时续流下电压尖峰会很大,极易造成器件过压失效. 为了有效指导电力电子装置的可靠性设计,基于半导体物理和功率二极管基本结构,深入论述了PIN结构续流二极管开关瞬态工作机理,利用存储电荷的分析方法推导出二极管续流瞬态下的反向恢复电压尖峰机理及其随续流时间的变化规律:电压尖峰在短时续流下较大,随续流瞬态时间的增大而减小. 以绝缘栅双极型晶体管和续流二极管组成的两电平半桥逆变单元为例进行实验,结果表明:二极管续流瞬态发生反向恢复的电压尖峰随续流瞬态时间的增大近似呈指数规律减小,待续流电流稳定后,电压尖峰趋于常数,并最终随着续流过程的结束而进一步减小直至恒定,验证了理论分析的正确性. 对完善续流二极管反向恢复机理以及提高电能变换装置的可靠性具有一定的理论意义和应用价值. 关键词： 续流二极管 正向导通 反向恢复 电导率调制     

基于电压变化率的IGBT结温预测模型研究

基于半导体物理和IGBT基本结构,通过合理简化与理论推导,建立了电压变化率模型,对电压变化率的影响因素与温度特性进行了深入研究,得出电压变化率随电压或电流的增大,线性增大;随结温增大,线性减小.基于电压变化率模型,建立了IGBT电压变化率结温预测模型.仿真和实验结果验证了模型的正确性与准确性.对实现IGBT结温在线监测、提高IGBT模块及电力电子装置可靠性具有一定的理论意义和应用价值.