[发明专利]一种提高碳化硅H桥逆变器稳定性与降低损耗的方法

说明书

技术领域:

本发明涉及电力电子领域，特别涉及铁氧体磁珠在单相H桥逆变器中提高稳定性与降低损耗的方法。

背景技术:

目前，电力电子器件的主流是基于硅材料的MOSFET、IGBT和晶闸管等器件，经过60多年的发展，硅基器件已经取得了长足的发展，其性能已经逐步逼近由材料物理特性决定的理论极限。而SiC MOSFET因为在开关速度、耐压值、导通电阻、抗辐射能力、耐高温能力、降低系统损耗等方面的出色性能获得广泛关注，是我国发展新能源迫切解决的关键技术核心，以满足节能减排和新能源并网技术的发展对电力电子器件的性能和可靠性的要求。SiC MOSFET作为一个高速器件，对寄生参数非常敏感，高电压变化率和电流变化率容易造成串扰和系统的不稳定，所以研究寄生参数对器件性能的影响是十分必要的。

系统寄生参数及控制板输出信号的不可靠会使SiC MOSFET在开通过程中产生不稳定现象。现代技术方法主要依靠通过增加驱动电阻的方法使系统稳定，然而这种方法实现系统稳定势必会增加系统的开关损耗，因此解决这个问题显得尤为重要——提高单相H桥逆变器的稳定性与降低损耗。

发明内容:

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种铁氧体磁珠在单相H桥电路中提高稳定性与降低损耗的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

1.一种SiC MOSFET单相H桥逆变器中加入铁氧体磁珠提高稳定性与降低损耗的方法，其特征在于，该提高稳定性与降低损耗的方法包含有：

选取铁氧体磁珠的最佳安放位置，使高频系统的稳定性和损耗最优化；

确定提高高频系统稳定性和降低损耗的铁氧体磁珠的最佳数目。

2.在一实施例中，更包含有确定一种SiC MOSFET单相H桥逆变器的铁氧体磁珠的最佳安放位置的步骤。

3.一种铁氧体磁珠提高稳定性与降低损耗的方法，适用于一种SiC MOSFET单相H桥逆变器。该电路，其特征在于，包括：直流电压源，直流侧滤波电容，第一磁珠，第二磁珠，第三磁珠，第四磁珠，第一MOSFET，第二MOSFET，第三MOSFET，第四MOSFET，负载电感。

直流电压源正极经过第一铁氧体磁珠上端、第一MOSFET的漏极、第二铁氧体磁珠上端、第二MOSFET漏极，然后连接至直流电压源负极。直流电压源正极经过第三铁氧体磁珠上端、第三MOSFET的漏极、第四铁氧体磁珠上端、第四MOSFET的漏极滤，然后连接至直流电压源负极。负载电感的一端连接至第一MOSFET的源极和第二铁氧体磁珠的上端之间，另一端连接至第三MOSFET的源极和第四铁氧体磁珠的上端之间。驱动电路产生的信号分别连接第一MOSFET、第二MOSFET、第三MOSFET和第四MOSFET的栅极。

本发明的有益效果是：

在主回路中合适的位置加入一定大小的铁氧体磁珠并使其与驱动电阻配合，可以在不减慢开通速度的情况下使系统稳定不产生振荡现象，并且开关损耗大幅度减小，实现了系统稳定性与开关速度的权衡。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明：

图1是本发明SiC MOSFET单相H桥逆变器的SPWM控制信号波形；

图2是本发明提高系统稳定性和降低损耗的方法适用于高频电路的器件开关过程的电流流向；

图3是本发明铁氧体磁珠的阻抗特性；

图4是本发明铁氧体磁珠在实施例中安放的位置；

图5是本发明铁氧体磁珠在实施例中串入磁珠前后的驱动信号波形对比。

图6是本发明铁氧体磁珠在SiC MOSFET单相H桥逆变器系统中的具体 安放位置。

其中附图标记

U_d主电路直流电源电压，C₁直流侧电容；

L_dc母线电感，L电感负载；

M₁、M₂、M₃、M₄SiC MOSFET。

具体实施方法：

以下结合附图来详细说明本发明的具体实施方式。相同的符号代表具有相同或类似功能的构件或装置。