基于SiC MOSFET的高频逆变器动态性能优化研究

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致谢

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 SiC器件在国内外轨道交通车辆上的应用情况

1.3 SiC器件的应用研究现状

1.3.1 SiC器件现状

1.3.2 SiC MOSFET动态性能的研究

1.3.3 SiC变流器功率回路寄生电感的研究

1.4 本文主要研究内容

2 基于SiC MOSFET的逆变器建模研究

2.1 SiC MOSFET开关瞬态建模

2.1.1 碳化硅半桥模块模型

2.1.2 SiC MOSFET开关过程分析

2.2 考虑寄生参数的换流回路模型

2.2.1 支撑电容寄生电感

2.2.2 叠层母排杂散电感

2.3 基于Simplorer的仿真模型搭建

2.4 本章小结

3 驱动参数对SiC MOSFET动态性能的优化研究

3.1 驱动参数对开关特性的影响规律

3.1.1 寄生电容Cgd对开关特性的影响

3.1.2 驱动电阻Rg对开关特性的影响

3.1.3 栅极电感Lg对开关特性的影响

3.2 基于最低损耗点追踪的驱动参数选择策略

3.2.1 开通过程的驱动参数协同工作分析

3.2.2 关断过程的驱动参数协同工作分析

3.3 用于温度补偿的驱动参数协同选择策略

3.3.1 碳化硅MOSFET开关特性的温度依赖性分析

3.3.2 考虑温度影响的驱动参数选择策略

3.4 本章小结

4 低杂散电感功率回路设计方法研究

4.1 低感母排解析模型

4.1.1 叠层母排杂散电感计算方法

4.1.2 母排结构优化

4.2 叠层母排仿真模型与空间几何参数分析

4.2.1 仿真模型

4.2.2 叠层母排电感计算方法验证

4.2.3 几何参数分析

4.3 多异结构叠层母排设计

4.3.1 最小二乘拟合原理

4.3.2 元器件对母排电感的影响

4.3.3 开孔对电感的影响

4.3.4 低感叠层母排设计方法

4.4 吸收电容选型及布局设计

4.5 本章小结

5 碳化硅逆变器功率回路和驱动参数设计及实验验证

5.1 功率回路设计

5.1.1 基本结构布局设计

5.1.2 叠层母排设计

5.1.3 支撑电容设计

5.1.4 功率回路杂散电感提取

5.2 吸收电容选型布局设计

5.2.1 吸收电容选型设计

5.2.2 吸收电容布局设计

5.2.3 吸收电容数量设计

5.2.4 SiC逆变器与Si逆变器结构参数对比

5.3 驱动参数选择

5.3.1 驱动参数对动态性能的影响

5.3.2 驱动参数匹配关系研究

5.3.3 基于SiC MOSFET的高频逆变器性能测试

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

参考文献

作者简历

独创性声明

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