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基于热网络分区等效策略的Si/SiC混合器件耦合热参数辨识方法
被引量：
1
1
作者
龙柳
肖凡
+2 位作者
涂春鸣
肖标
郭祺
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期3718-3731,共14页
由硅(Si)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)并联构成的混合器件可打破单一Si基器件和SiC基器件的局限性,实现损耗和成本间的有效均衡。结温估计对于Si/SiC混合器件的可靠运行至关重要,然而,...
由硅(Si)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)并联构成的混合器件可打破单一Si基器件和SiC基器件的局限性,实现损耗和成本间的有效均衡。结温估计对于Si/SiC混合器件的可靠运行至关重要,然而,目前针对热监测的研究往往需满足热稳态平衡和功率损耗可测两大条件,在实际变流器中实用性较低。基于此,该文以零输入响应法为切入点,首先,对Si/SiC混合器件热结构特性进行分析,详细阐述零输入响应法直接应用于混合器件时所带来的高阶热约束条件难以表征的问题;其次,通过对SiIGBT与SiC MOSFET进行热网络分区处理实现模型的降阶,构建出壳温降温曲线时间常数与热参数之间的约束关系,提出了基于热网络分区等效思想的混合器件耦合热参数辨识方法,所提方法简化了功率损耗测量步骤与热平衡态条件,在并联器件耦合热参数辨识研究中具有简单、通用、流程化高的应用优势;最后,通过实验验证了该文所提方法的准确性和有效性。
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关键词
耦合热参数辨识
si
/
sic
混合器件
热网络分区
热时间常数
热约束
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职称材料
考虑驱动电压与开关时序协同调控的Si/SiC混合器件开关策略
2
作者
肖标
涂春鸣
+3 位作者
郭祺
肖凡
龙柳
刘平
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期4904-4914,I0025,共12页
硅基(Si)绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和碳化硅基(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)并联组成的Si/SiC混合器件,已被证实具有SiC MOSFET的高...
硅基(Si)绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和碳化硅基(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)并联组成的Si/SiC混合器件,已被证实具有SiC MOSFET的高开关频率、低开关损耗特性和Si IGBT的大载流能力、低成本的优势。然而,目前Si/SiC混合器件性能提升的研究并未兼顾效率和可靠性,且存在调控手段单一的劣势。基于此,该文详细分析不同负载电流下驱动电压、开关时序等调控参数对Si/SiC混合器件损耗和电应力的影响,提出一种考虑驱动电压与开关时序协同调控的Si/SiC混合器件开关策略。所提开关策略通过不同电流区间采用驱动电压与开关时序相配合的方式,在保障Si/SiC混合器件可靠性的前提下,提高其运行效率。该文搭建双脉冲测试实验平台与稳态参数测量实验平台对所提开关策略进行验证。实验结果表明,相较于传统开关策略,Si/SiC混合器件采用本文所提开关策略在开通损耗、关断损耗以及导通损耗方面分别减少13%、21%和32%。
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关键词
碳化硅基(
sic
)
si
/
sic
混合器件
驱动电压
开关时序
开关策略
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职称材料
Si/SiC混合开关最优门极延时及其在逆变器中的应用
被引量：
2
3
作者
周郁明
穆世路
+2 位作者
杨华
王兵
陈兆权
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1468-1473,共6页
由大电流硅绝缘栅双极型晶体管(Silicon Insulated-Gate Bipolar Transistor,Si IGBT)和小电流碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Silicon Carbon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,SiC MOSFET)并联构成的Si/SiC...
由大电流硅绝缘栅双极型晶体管(Silicon Insulated-Gate Bipolar Transistor,Si IGBT)和小电流碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Silicon Carbon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,SiC MOSFET)并联构成的Si/SiC混合开关具有低成本、高效率的特点. Si/SiC混合开关门极关断延时的控制是提高混合开关效率的关键因素.本文首先研究了在不同工作电流下Si/SiC混合开关关断损耗随门极关断延时的变化,结果表明,Si/SiC混合开关有一个最优的关断延时,此时混合开关的关断损耗最低,并且最优门极关断延时随混合开关工作电流的增大而减小.将所得到的Si/SiC混合开关最优门极关断延时应用在单相全桥逆变器中,实验结果表明,逆变器的转换效率比同等条件下固定关断延时的最高转换效率提高了0.67%.
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关键词
si
/
sic
混合开关
关断延时
逆变器
转换效率
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职称材料
题名
基于热网络分区等效策略的Si/SiC混合器件耦合热参数辨识方法
被引量：
1
1
作者
龙柳
肖凡
涂春鸣
肖标
郭祺
机构
国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学)
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期3718-3731,共14页
基金
国家自然科学基金重点资助项目(52130704)。
文摘
由硅(Si)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)并联构成的混合器件可打破单一Si基器件和SiC基器件的局限性,实现损耗和成本间的有效均衡。结温估计对于Si/SiC混合器件的可靠运行至关重要,然而,目前针对热监测的研究往往需满足热稳态平衡和功率损耗可测两大条件,在实际变流器中实用性较低。基于此,该文以零输入响应法为切入点,首先,对Si/SiC混合器件热结构特性进行分析,详细阐述零输入响应法直接应用于混合器件时所带来的高阶热约束条件难以表征的问题;其次,通过对SiIGBT与SiC MOSFET进行热网络分区处理实现模型的降阶,构建出壳温降温曲线时间常数与热参数之间的约束关系,提出了基于热网络分区等效思想的混合器件耦合热参数辨识方法,所提方法简化了功率损耗测量步骤与热平衡态条件,在并联器件耦合热参数辨识研究中具有简单、通用、流程化高的应用优势;最后,通过实验验证了该文所提方法的准确性和有效性。
关键词
耦合热参数辨识
si
/
sic
混合器件
热网络分区
热时间常数
热约束
Keywords
Coupling
thermal
parameter
identification
si
/
sic
hybrid
switches
thermal
network
partitioning
thermal
time
constant
thermal
constraints
分类号
TM46 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
考虑驱动电压与开关时序协同调控的Si/SiC混合器件开关策略
2
作者
肖标
涂春鸣
郭祺
肖凡
龙柳
刘平
机构
湖南大学电气与信息工程学院
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期4904-4914,I0025,共12页
基金
国家自然科学基金项目(52130704)。
文摘
硅基(Si)绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和碳化硅基(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)并联组成的Si/SiC混合器件,已被证实具有SiC MOSFET的高开关频率、低开关损耗特性和Si IGBT的大载流能力、低成本的优势。然而,目前Si/SiC混合器件性能提升的研究并未兼顾效率和可靠性,且存在调控手段单一的劣势。基于此,该文详细分析不同负载电流下驱动电压、开关时序等调控参数对Si/SiC混合器件损耗和电应力的影响,提出一种考虑驱动电压与开关时序协同调控的Si/SiC混合器件开关策略。所提开关策略通过不同电流区间采用驱动电压与开关时序相配合的方式,在保障Si/SiC混合器件可靠性的前提下,提高其运行效率。该文搭建双脉冲测试实验平台与稳态参数测量实验平台对所提开关策略进行验证。实验结果表明,相较于传统开关策略,Si/SiC混合器件采用本文所提开关策略在开通损耗、关断损耗以及导通损耗方面分别减少13%、21%和32%。
关键词
碳化硅基(
sic
)
si
/
sic
混合器件
驱动电压
开关时序
开关策略
Keywords
sic
si
/
sic
hybrid
switch
driving
voltage
switch
ing
sequence
switch
ing
strategy
分类号
TM76 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
Si/SiC混合开关最优门极延时及其在逆变器中的应用
被引量：
2
3
作者
周郁明
穆世路
杨华
王兵
陈兆权
机构
安徽工业大学电气与信息工程学院
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1468-1473,共6页
基金
安徽省自然科学基金(No.2008085ME157)
安徽高校自然科学研究项目(No.KJ2020A0247)。
文摘
由大电流硅绝缘栅双极型晶体管(Silicon Insulated-Gate Bipolar Transistor,Si IGBT)和小电流碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Silicon Carbon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,SiC MOSFET)并联构成的Si/SiC混合开关具有低成本、高效率的特点. Si/SiC混合开关门极关断延时的控制是提高混合开关效率的关键因素.本文首先研究了在不同工作电流下Si/SiC混合开关关断损耗随门极关断延时的变化,结果表明,Si/SiC混合开关有一个最优的关断延时,此时混合开关的关断损耗最低,并且最优门极关断延时随混合开关工作电流的增大而减小.将所得到的Si/SiC混合开关最优门极关断延时应用在单相全桥逆变器中,实验结果表明,逆变器的转换效率比同等条件下固定关断延时的最高转换效率提高了0.67%.
关键词
si
/
sic
混合开关
关断延时
逆变器
转换效率
Keywords
si
/
sic
hybrid
switch
turn-off
delay
time
inverter
conver
si
on
efficiency
分类号
TN386 [电子电信—物理电子学]
TM464 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于热网络分区等效策略的Si/SiC混合器件耦合热参数辨识方法
龙柳
肖凡
涂春鸣
肖标
郭祺
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
下载PDF
职称材料
2
考虑驱动电压与开关时序协同调控的Si/SiC混合器件开关策略
肖标
涂春鸣
郭祺
肖凡
龙柳
刘平
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
Si/SiC混合开关最优门极延时及其在逆变器中的应用
周郁明
穆世路
杨华
王兵
陈兆权
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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