检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：杨超电子科技大学

学位级别：硕士

脉冲功率技术可以在极短时间内实现高功率脉冲输出,现今广泛应用在雷达、核能和烟气净化等国防及工业领域。作为脉冲功率系统能量转换的枢纽,脉冲功率开关的性能与系统输出质量和鲁棒性紧密相关。绝缘栅触发晶闸管（IGTT）具有驱动简便... 详细信息

脉冲功率技术可以在极短时间内实现高功率脉冲输出,现今广泛应用在雷达、核能和烟气净化等国防及工业领域。作为脉冲功率系统能量转换的枢纽,脉冲功率开关的性能与系统输出质量和鲁棒性紧密相关。绝缘栅触发晶闸管（IGTT）具有驱动简便、高耐压、高di/dt的优势,是脉冲功率技术领域极具发展前景的开关器件。然而在实际应用中,IGTT常因受到高dV/dt的影响,导致器件发生误触发现象。本文建立了IGTT器件dV/dt抗性物理模型,并结合仿真探究了IGTT器件dV/dt抗性的影响因素,然后通过实际测试对器件dV/dt抗性模型进行了验证,为后续提升IGTT器件dV/dt抗性和基于IGTT器件的脉冲功率系统鲁棒性提供技术支撑。本文主要内容概述如下:1.建立了IGTT器件dV/dt抗性模型。根据dV/dt变化时产生位移电流的寄生电容差异,分别建立了IGTT器件内部dV/dt误触发、外部dV/dt误触发、亚阈电流误触发三种情况下dV/dt抗性物理模型。2.探究了不同参数对器件dV/dt抗性的影响。根据建模结果分析了器件dV/dt抗性的影响因素,并结合仿真进行了具体分析。首先研究了P-well区掺杂浓度、栅极与阴极间电阻RGC、元胞厚度和元胞宽度几个器件关键参数对dV/dt抗性的影响。其次结合实际应用通过理论分析与仿真探究了器件dV/dt抗性与初始电压的关系,随着承受dV/dt前初始电压的增加,IGTT器件dV/dt抗性先增加后降低,同时发现随着耗尽区展宽,空穴注入形成的电流会叠加位移电流对器件dV/dt抗性产生影响。最后,分析了逆导结构与器件dV/dt抗性的关系,初始电压为0 V时,逆导结构不会对器件dV/dt抗性产生影响;初始电压为1000V时,逆导结构会增强器件dV/dt抗性。3.通过实际测试对器件dV/dt抗性物理模型进行了验证。搭建了器件dV/dt抗性测试平台,测试了具有不同P-well区掺杂浓度、元胞厚度、元胞宽度和栅极与阴极间电阻RGC器件的dV/dt抗性,实际测试结果与模型分析结果一致。此外,对具有逆导结构的IGTT器件dV/dt抗性进行了测试,实际测试结果与定性分析存在些许不同。

关键词：脉冲功率技术绝缘栅触发晶闸管 dV/dt抗性影响因素

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基于新型绝缘栅触发晶闸管的高功率准矩形脉冲源

引用

电子与封装 2021年第12期21卷 54-60页

作者：陈楠陈万军尚建蓉刘超李青岭孙瑞泽李肇基张波电子科技大学电子科学与工程学院成都610054 陆军装备部驻重庆地区军事代表局驻成都地区第二军事代表室成都610054

提出了一种基于新型绝缘栅触发晶闸管(Insulated Gate Trigger Thyristor,IGTT)的高功率准矩形脉冲源。采用IGTT作为开关器件,实现了形成准矩形脉冲波所需的极低开关器件电阻,其导通电阻低、开启速度快的优点,使其非常好地满足了准矩形... 详细信息

提出了一种基于新型绝缘栅触发晶闸管(Insulated Gate Trigger Thyristor,IGTT)的高功率准矩形脉冲源。采用IGTT作为开关器件,实现了形成准矩形脉冲波所需的极低开关器件电阻,其导通电阻低、开启速度快的优点,使其非常好地满足了准矩形脉冲波对高峰值电流(IP)和电流上升率(di/dt)的需求。实验结果表明,相较于常规绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT),基于IGTT的准矩形脉冲源峰值电流提升了50%、di/dt提升了400%,且具有更好的矩形波平顶特性。在工作电压U_(0)=1200 V下,准矩形脉冲源产生了脉冲前沿约为350 ns、平顶宽度为3.05μs、峰值电流为3.7 kA、前沿di/dt=11.2 kA/μs、平顶纹波系数(ζ)仅为2.3%的准矩形脉冲电流,实现了优异的准矩形脉冲特性,为新一代全固态、紧凑型、小型化准矩形脉冲源设计提供了一种具有前景的解决方案。

关键词：脉冲功率准矩形脉冲绝缘栅触发晶闸管电流上升率

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