一种高压IGBT模块开关暂态模型

摘要

高压IGBT模块由绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)与反并联二极管构成.随着电力电子技术的发展以及电压等级的提高,对于高压IGBT模块的开关暂态过程的研究及建模越来越重要.根据高压IGBT与二极管的开关瞬态及稳态特性,采用机理推导、电气等效、曲线拟合等方法分别建立了相应的开关暂态模型并提出模型参数提取方法.模型在PSCAD/EMTDC电磁仿真平台下实现,具有计算速度快、参数易提取、物理概念清晰等特点.以CM450DXL-34SA型高压IGBT模块为例给出了模型参数值,搭建模块测试电路,通过对高压IGBT模块开通暂态、关断暂态的仿真结果与电力电子仿真软件Saber中通用模型仿真结果对比分析,修改相应型号参数后仿真与相关文献实验实测波形对比分析,验证了高压IGBT模块开关暂态模型和参数提取方法的正确性和通用性,为进一步模型应用于柔性直流输电系统仿真、电磁干扰及损耗分析、控制策略研究打下基础.