新型无接触能量传输IGBT驱动电源系统的研究

论文摘要

大功率电力电子器件IGBT自发明以来,其应用领域不断扩展,已成为工业应用领域、消费类电子应用领域的主流产品;尤其是在大功率应用领域, IGBT的驱动成为了研究的敏感点。高压大功率的应用中,要求IGBT驱动系统具有高的隔离电压等级;在各种特殊工况如水下、易燃、易爆情况下使用,要求驱动系统达到相当程度的电气绝缘;电力电子装置的复杂庞大,要求同时对多路IGBT提供快速准确的驱动。近年来,无接触能量传输技术的研究正在兴起;无线技术的不断发展也为无线触发提供了可能性,这些都为IGBT驱动问题的解决提供了新思路。本文提出了一种新型的无接触能量传输IGBT驱动电源系统,研究无接触能量传输技术,为IGBT提供可靠的驱动能量。本文提出了一种新型的无接触能量传输驱动电源系统电路拓扑结构、分析了其工作原理;建立了用于无接触能量传输的新型双磁芯耦合变压器的互感模型,研究了其耦合阻抗特性,并进行了参数设计计算。对这种新型驱动电源系统的传输距离、传输效率、无接触双磁芯耦合变压器耦合特性、及系统多路输出特性等进行了相关的实验研究。初步实验结果表明:本文所研制的基于无接触能量传输的新型IGBT驱动电源系统能有效地进行能量传输并具有多路驱动的能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 大功率电力电子器件及其驱动技术综述
• 1.1.1 大功率电力电子器件发展综述.
• 1.1.2 驱动系统及其驱动技术概述
• 1.2 IGBT 驱动技术与非接触能量传输综述
• 1.2.1 IGBT 驱动技术研究综述
• 1.2.2 非接触能量传输技术综述
• 1.3 本课题研究意义及主要研究内容
• 1.3.1 问题的提出及意义
• 1.3.2 本课题主要研究内容
• 第二章 非接触能量传输IGBT驱动电源系统研究
• 2.1 IGBT 对驱动系统的要求
• 2.2 系统分析及建模
• 2.2.1 变换器和滤波环节分析
• 2.2.2 基于无接触能量传输的双磁芯耦合变压器建模分析
• 2.2.3 能量与信号共同控制的驱动原理
• 2.2.4 IGBT 驱动的保护电路
• 2.3 无线触发的初步分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 无接触能量传输驱动电源系统分析设计
• 3.1 双磁芯耦合变压器的设计
• 3.1.1 设计需考虑的参数
• 3.1.2 磁芯的选择
• 3.1.3 变压器参数的计算
• 3.1.4 高压缆线的选择
• 3.2 变换器的设计
• 3.3 保护电路和滤波电路设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 实验结果及分析
• 4.1 普通环形变压器实验
• 4.2 双磁芯耦合变压器的初步实验
• 4.3 新型驱动电源驱动系统性能研究
• 4.3.1 高压缆线匝数对系统的影响
• 4.3.2 驱动电源系统传输距离的研究.
• 4.3.3 多路输出的初步研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间论文发表情况