MMC子模塊數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路及子模塊仿真的研究.pdf

1、目前，第四代電力電子器件IGBT發(fā)展迅速，而IGBT的迅速發(fā)展對(duì)其驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路提出了更高的要求。中大功率的IGBT都需要單獨(dú)的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路采用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)源電阻性柵極控制方案，不能根據(jù)不同的IGBT設(shè)置不同的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，缺乏通用性，所以這種方案存在一定的缺陷?，F(xiàn)在市面上昂貴的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路使工程成本增加。本文根據(jù)IGBT的運(yùn)行特性，設(shè)計(jì)了可變柵極電阻驅(qū)動(dòng)電路，這種設(shè)計(jì)可以大大提高IGBT的開通關(guān)斷速度，減少IGBT

2、的開關(guān)損耗。根據(jù)IGBT出現(xiàn)過(guò)流、短路狀態(tài)時(shí)，集射極兩端會(huì)出現(xiàn)退飽和現(xiàn)象，并且IGBT的功率發(fā)射極和輔助發(fā)射極之間會(huì)出現(xiàn)一個(gè)反向電壓，根據(jù)這個(gè)特性可以檢測(cè)IGBT是否處于故障狀態(tài)。當(dāng)IGBT處于此類故障時(shí)，保護(hù)電路通過(guò)降柵壓和軟關(guān)斷的方法來(lái)保護(hù)IGBT，防止IGBT損壞。當(dāng)IGBT關(guān)斷時(shí)出現(xiàn)高dv/dt，會(huì)產(chǎn)生較大的浪涌電壓，可能會(huì)擊穿IGBT。本文設(shè)計(jì)采用有源箝位的保護(hù)電路，能夠在過(guò)壓情況下導(dǎo)通柵極，減緩IGBT關(guān)斷速率，防止IGBT

3、損壞。
　　其次，本文采用CPLD作為驅(qū)動(dòng)保護(hù)的核心，設(shè)計(jì)了通用的驅(qū)動(dòng)保護(hù)程序，在ISE環(huán)境下先驗(yàn)證了驅(qū)動(dòng)保護(hù)時(shí)序的正確性，然后采用雙脈沖實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了驅(qū)動(dòng)器的有效性和可行性。
　　最后，本文對(duì)MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理做了簡(jiǎn)單的描述，首先用PSpice軟件對(duì)IGBT進(jìn)行建模，研究了IGBT內(nèi)部的基本參數(shù)，然后根據(jù)MMC子模塊的運(yùn)行特性結(jié)合IGBT運(yùn)行特性，設(shè)計(jì)出MMC子模塊的數(shù)學(xué)模型。在MATLAB/Simulink建立數(shù)學(xué)模