[发明专利]一种有源电压控制大功率IGBT的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种有源电压控制大功率IGBT的方法及 系统。

背景技术

经过超过三十年的开发和研究工作，IGBT和二极管技术发展成熟。IGBT设计方面 的进步大大提高了其设计、功能和性能。IGBT变流器广泛用于各种应用，如高压直流传输、 无线电力传输、铁路、磁悬浮列车、航空和变速驱动器等。不幸的是IGBT的快速切换瞬态过 程是大量EMI的内在来源。一种传统广泛应用的设计EMI抑制方法是在设计周期的最后进行 EMC测试，如果测试失败的话再对布局进行修改。这种方法带来的问题就是会由于失效原因 的查找、修正和可成功重复测试等因素导致变流器投入市场延迟。换句话说，依靠简单的在 设计周期的最后进行EMC测试的解决方案不能满足从概念到生产的直线进程要求。

引入智能门极控制提供了一种有效的解决方案。这种方法主要思想是通过尽可能 的干预EMI的产生源，即快速的IGBT开关切换来抑制EMI的产生。目前大量降低过电压和过 电流的方法是通过增加门极的电阻，选择不同的栅电流，模拟高带宽闭环控制器，或者数值 控制器。然而，这些方法已经限制了EMI的产生，但是会增加开关损耗。更大的问题是这些方 法主要集中关注电压和电流的峰值而忽略了开关过程的细节。详细的开关暂态波形重要性 不仅在EMI预测和抑制中都非常重要。

因此，如何才能准确描述IGBT开关暂态过程以准确预测EMI，使IGBT开关损耗和 EMI之间达到平衡，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种有源电压控制大功率IGBT的方法及系统，其能够准确描 述IGBT开关暂态过程以准确预测EMI，使IGBT开关损耗和EMI之间达到平衡。

为解决上述技术问题，本发明提供一种有源电压控制大功率IGBT的方法，所述方 法包括以下步骤：

一种有源电压控制大功率IGBT的方法，其特征在于，有源电压控制器对所述IGBT发送 控制电压，所述控制电压至少包括一个控制周期，每个控制周期包括：

步骤100：向IGBT发送持续时间为第三时间段，电压值以高斯S波形从预设跌落电压值 增大到预设关断电压值的控制电压，直到IGBT关断为止；

步骤200：当IGBT关断时，控制电压为预设关断保持电压；

步骤300：向IGBT发送持续时间为第五时间段，电压值以高斯S波形从预设第二阶跃电 压值减小到0的控制电压，直到IGBT导通为止；

步骤400：当IGBT导通时，控制电压为0。

优选地，其特征在于，所述步骤100之前还包括，

步骤101：向IGBT发送持续时间为第一时间段，电压值为预设值的第一阶跃电压；

步骤102：向IGBT发送持续时间为第二时间段，电压值为预设值的跌落电压。

优选地，所述步骤300之前还包括，

步骤301：向IGBT发送持续时间为第四时间段，电压值为预设值的第二阶跃电压。

优选地，所述跌落电压值小于第一阶跃电压值。

优选地，所述关断电压值小于关断保持电压值。

优选地，所述第二阶跃电压值小于关断电压值。

优选地，所述有源电压控制器对所述IGBT发送控制电压，具体为，高斯S参考波形 发生器作为参考电压与反馈电压的差值在有源电压控制器中进行运算后对所述IGBT进行 控制。