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基于SiC MOSFET的辅助变流器应用研究
| 论文题名： | 基于SiC MOSFET的辅助变流器应用研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通车辆;辅助变流器;驱动电路;优化设计 |
| 摘要： | 车载辅助变流器是城市轨道交通车辆的重要组成部分，随着有轨电车的迅速发展，对辅助变流器的功率密度、可靠性和效率等有更高的要求。目前，针对车载辅助变流器的电路拓扑结构和控制方式已发展较为成熟，而基于硅器件(IGBT)的传统辅助变流器很难在上述性能指标上得到大幅提升。本文以SiC MOSFET在城轨列车辅助变流器中应用展开工作，完成系统无源器件的优化设计，针对主电路拓扑建立器件损耗模型，设计了一款SiC MOSFET驱动电路，并进行实验验证和器件特性对比，实现SiC MOSFET在辅助变流器中的应用。 首先，本文对SiC MOSFET的器件特性进行分析;针对SiC MOSFET开关过程中电压、电流振荡现象，分析了SiC MOSFET开关过程中各寄生参数对开关速度、开关损耗和电压电流波形的影响，结合分析结果提出方法改善其动态性能。 其次，在分析原Si基IGBT辅助变流器拓扑的基础上，通过SiC MOSFET提升系统开关频率，并对系统的变压器、滤波器等无源器件进行优化设计，提高辅助变流器的功率密度。 然后，针对优化后的辅助变流器，结合系统工作条件和控制策略，对主电路功率器件的损耗进行分析计算，并研究其损耗模型，以此为基础进行热仿真验证。 最后，详细阐述了SiC MOSFET驱动电路的设计思路，并以此为依据设计可用于辅助变流器的SiC MOSFET驱动电路，搭建双脉冲测试平台，对驱动电路性能进行测试，并在此基础上对比了SiC MOSFET和Si IGBT的开关特性，说明SiCMOSFET的性能优势。 |
| 作者： | 谢佳季 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 游小杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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