混合式电力电子断路器驱动保护及串并联等关键技术研究

随着信息社会的发展以及灵活交流输电系统(FACTS)理论的提出,对供电质量、稳定性和可靠性方面有了更高的要求。混合式电力电子断路器在传统机械式断路器的基础上利用电力电子器件构建电力电子换流装置,可以有效地提高机械式断路器的开关速度和使用寿命。 本文讨论了混合式电力电子断路器中的电力电子换流装置部分的相关设计,重点讨论了IGBT驱动电路、保护电路的设计以及IGBT串并联技术的研究。 在第一章绪论中,简要地描述了混合式电力电子断路器研究的背景意义、性能上的优越性以及整个系统的工作原理,接下来指出了本论文要研究的内容和解决的问题。 在第二章中,论文讨论了装置中电力电子器件选择的理论依据。重点分析比较了电力晶体管GTR、功率MOSFET和绝缘栅双极型晶体管IGBT三种全控型电力电子器件的性能及优缺点,并结合装置的实际要求,为最终选择以IGBT为核心器件来设计电力电子换流装置在理论上打下了坚实的基础,同时也为课题接下来要实现的任务和要解决的问题做好了铺垫。 在第三章中,论文从IGBT对驱动电路出发,讨论和比较了几种常见类型的IGBT驱动电路,并重点阐述了EXB841和M57962AL驱动电路的设计和功能上的改进。 在第四章中,论文讨论了IGBT的保护电路的设计,包括过电流保护、过电压保护以及过热保护。集中分析了IGBT过流保护自锁电路和缓冲电路拓扑结构的设计,并在最后提出了过热保护的重要性以及常用的热保护措施。 在第五章中,论文本着提高IGBT功率容量的目的,讨论了对IGBT串并联技术的相关研究。针对IGBT串并联应用中可能出现的不均压和不均流问题,通过大量的仿真和理论推导,分析了导致这些问题的原因,同时讨论了与之相应的均压均流电路的工作原理和效果。 最后,论文总结了近一年来的工作,并对电力电子断路器的未来进行了展望。