[发明专利]一种基于饱和电抗器的快恢复二极管小电流振荡抑制方法

说明书

本发明提供一种基于饱和电抗器的快恢复二极管小电流振荡抑制方法，所述采用带磁芯的饱和电抗器构造半导体器件功率模块，所述带磁芯的饱和电抗器通过如下步骤获得：A、对于所述半导体器件功率模块，以空芯可调电抗作为换流电抗器，调节所述空芯可调电抗的电抗值为在发生一开关行为时不使所述半导体器件功率模块换流时损坏的第一预期值；B、反复增大所述空芯可调电抗的感值，直到任何电流下开关行为都不会导致低电流振荡，确认此时所述空芯可调电抗的感值L；C、基于所述步骤B中得到的感值L，确定所述带磁芯的饱和电抗器不饱和时的感值，以设计所述带磁芯的饱和电抗器。本发明所实现的IGCT模块体积小，振荡抑制效果好，效率高。

技术领域

本发明属于电力电子器件领域，特别涉及一种基于饱和电抗器的快恢复二极管小电流振荡抑制方法。

背景技术

快恢复二极管在低电流密度通流状态下，以较高di/dt进入阻断态时，反向恢复拖尾电流衰减过快，进而产生严重振荡(简称为低电流振荡)，从而引起器件损坏。此外，在柔性输电领域所采用的集成门极换流晶闸管(IGCT)模块(例如半桥模块、全桥模块、二极管箝位三电平模块)中，由于IGCT器件开通过程为正反馈，开通速度很快，因而通常需设置模块换流电抗器以限制IGCT器件在投切过程中的di/dt。

在高压大容量场合，当在IGCT模块中应用大尺寸快恢复二极管时，前述振荡现象格外严重，需要采用很大感值的模块换流电抗器将di/dt限制在很低水平以保证器件安全。然而，阳极电抗储存的能量与其感值成正比，大感值电抗所存储的能量更多，使得箝位电路的动作损耗升高，模块效率降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于饱和电抗器的快恢复二极管小电流振荡抑制方法。

本发明的基于饱和电抗器的快恢复二极管小电流振荡抑制方法，采用带磁芯的饱和电抗器构造半导体器件功率模块，

所述带磁芯的饱和电抗器通过如下步骤获得：

A、对于所述半导体器件功率模块，以空芯可调电抗作为换流电抗器，调节所述空芯可调电抗的电抗值为在发生一开关行为时不使所述半导体器件功率模块换流时损坏的第一预期值；

B、反复增大所述空芯可调电抗的感值，直到任何电流下开关行为都不会导致低电流振荡，确认此时所述空芯可调电抗的感值L；

C、基于所述步骤B中得到的感值L，确定所述带磁芯的饱和电抗器不饱和时的感值，以设计所述带磁芯的饱和电抗器。

进一步，

在所述步骤A中，在所述半导体器件功率模块的最高工作电压下，调节空芯可调电抗的电抗值为在发生一开关行为时不使所述半导体器件功率模块换流时损坏的第一预期值。

进一步，

在所述步骤A中，通过脉冲试验得到所述半导体器件功率模块的引起低电流振荡现象的最大电流I_m。

进一步，

在所述步骤B中，反复增大所述空芯可调电抗的感值，并进行脉冲试验，以确认此时所述空芯可调电抗的感值L。

进一步，

在所述步骤C中，在所述最大电流I_m基础上确定所述带磁芯的饱和电抗器的饱和临界电流值；确定所述带磁芯的饱和电抗器不饱和时的感值，以设计所述带磁芯的饱和电抗器。

进一步，

在所述最大电流I_m基础上留有预期裕量，作为所述带磁芯的饱和电抗器的饱和临界电流值。

进一步，

所述预期裕量为所述最大电流I_m的0.5倍或1倍。

进一步，