[发明专利]IGCT吸收钳位电路参数的多目标优化设计方法

说明书

本发明提供一种IGCT吸收钳位电路参数的多目标优化设计方法，包括：建立目标函数f；确定所述目标函数的约束条件；基于约束条件，求解目标函数的最小值，其中，ΔV_Cmax为钳位电容C_CL上的相对过电压Δv_C(t)的最大值，相对过电压Δv_C(t)为钳位电容C_CL瞬时端电压与直流电压的差值；i_T(t)为L_load的电流，L_load为IGCT的负荷电感；C_CCL是钳位电容C_CL的电容值；D为二阶振荡电路参数；L_Li为阳极电抗L_i的电抗值。本发明可实现对吸收钳位电路参数的优化设计，减小了阳极电抗的感值和钳位电容的容值，降低钳位电路的损耗；优化钳位电路的过渡过程时间，提高钳位电路的动态响应特性。

技术领域

本发明属于电力电路领域，特别涉及一种集成门极换流晶闸管(IGCT)吸收钳位电路参数的多目标优化设计方法。

背景技术

现有的“硬驱动”下的门极换流晶闸管(GCT)，不能控制开通速度，且在开通时的电流变化率可高达数kA/s，若不加以限制，会造成过高的二极管反向恢复电流，增加不必要的关断损耗，甚至引起二极管的损坏。因此，在IGCT变流器相桥臂中通常串联有电流变化率抑制电感。同时，为防止高电流变化率在电感上感应出很大的关断过电压，为了吸收关断能量，以避免造成IGCT的动态雪崩击穿，又必须加入RCD吸收电路。

吸收箝位电路的参数设计需要综合考虑GCT器件的耐压、二极管的电流变化率能力、可能的短路电流大小、箝位电路的动态恢复时间、变流器拓在IGCT变流器中扑与换流的暂态过程等，箝位吸收电路的参数将直接影响器件安全工作区(SOA)、最小脉宽，是风机功率模块设计中十分重要的部分。

现有的吸收箝位电路的参数设计工作明显不足，需对吸收箝位电路的参数设计进行优化，以完善风机功率模块设计。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种IGCT吸收钳位电路参数的多目标优化设计方法。

本发明提供的IGCT吸收钳位电路参数的多目标优化设计方法，其中，所述IGCT吸收钳位电路包含阳极电抗L_i、钳位二极管D_CL、钳位电阻R_S、钳位电容C_CL，所述多目标优化设计方法包括：

建立目标函数f；

确定所述目标函数f的约束条件；

基于所述约束条件，求解所述目标函数f的最小值，

其中，

ΔV_Cmax为所述钳位电容C_CL上的相对过电压Δv_C(t)的最大值，所述相对过电压Δv_C(t)为所述钳位电容C_CL瞬时端电压与直流电压的差值；

i_T(t)为L_load的电流，L_load为IGCT的负荷电感；

C_CCL是所述钳位电容C_CL的电容值；

D为二阶振荡电路参数；

L_Li为所述阳极电抗L_i的电抗值或电感值。

进一步，

所述约束条件中的钳位电路欠阻尼振荡约束为：