一、电力电子器件在电动汽车上的应用与选择准则（论文文献综述）
王东旭,赵雅芸,马继晶[1]（2022）在《电力电子器件IGBT在新能源汽车中的选用与保护》文中提出随着现代社会电力电子器件的发展,其使用范围越来越广。本文介绍了电力电子器件的类别及特点,分析了IGBT在新能源汽车中的使用以及保护措施,例如:器件的耐压选择、栅极与发射极电压的确定等。这对未来了解与研究IGBT这类电力电子器件提供了参考。
徐弘毅[2]（2021）在《高鲁棒性碳化硅MOSFET的设计、研制和评估》文中研究说明随着光伏发电、风力发电、氢能源等新能源技术的迅速发展,全球化石能源正在逐步被清洁新能源取代。将太阳能、风能、地热能、海洋能等转化为电能则是实现新能源得到广泛应用的关键途径。电力电子技术是支撑具有更高新能源接入比例的新型电力系统建设的基础,同时还是新能源汽车、高铁、轨道交通、国防军工等国家重大战略产业的关键支撑技术。以上各大重要产业的升级与发展对电力电子技术提出了全新的挑战,而电力电子技术的核心元件具有决定性作用,随着硅基传统电力电子器件的性能逐渐接近其物理极限,亟需发展新型宽禁带半导体电力电子器件。碳化硅功率器件相比硅基器件,拥有更高的击穿场强以及更优异的导热系数而受到关注,其中碳化硅功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）因其功率密度高、开关速度快、热导率高等优势而逐渐在系统中应用。采用具有更高频率（～30k Hz）工作能力的碳化硅MOSFET替代传统的硅器件,可以提高电能转换效率、减小了散热系统和无源器件的体积,实现系统整体成本的降低、以及体积和重量的减小。目前对SiC MOSFET器件的研发大多聚焦于器件导通性能和可靠性的提升方面。在平面栅MOSFET中,由于元胞结构相对固定,减小器件比导通电阻的方式主要集中于通过改进栅氧工艺减小沟道电阻。但是目前研究掌握的栅氧生长退火工艺方面仍存在一些不足,对于器件产品,提高沟道迁移率的同时需要兼顾栅氧寿命以及阈值电压的稳定性,两者之间的平衡问题未得到有效解决。随着SiC MOSFET器件在新能源发电和不间断电源市场的成熟应用,其应用范围逐渐扩大,电动汽车电机驱动控制系统被认为是SiC MOSFET市场的下一个增长点。由于车载应用对可靠性要求极其苛刻,SiC MOSFET器件可靠性问题成为当前研究的重点。目前这方面研究主要存在两条技术路线,即平面栅和沟槽栅技术路线,两者并行发展。对比来看,平面栅MOSFET由于不存在栅槽,其可靠性相对优异;因此功率器件设计和制造者需要从结构和工艺技术两方面对器件进行协同优化。同时,该协同优化必须建立在以下基础:深刻理解器件在现实应用中可能遇到的异常工作状况,以及器件在该异常工作状况下可能发生的失效模式和相应的失效机理。针对以上问题,本论文聚焦平面栅SiC MOSFET,从器件仿真设计、工艺技术、器件研制、测试评估、可靠性分析等多方面进行了较为全面而深入的研究,具体包括:研究提出了一种优化的栅氧工艺。首次采用真空置换、原位退火方法对栅氧进行NOx钝化处理,有效降低了界面态密度,沟道迁移率在原有基础上提高20%;将1200V SiC MOSFET器件比导通电阻从8.3mΩ·cm2降低到了7.9mΩ·cm2（元胞尺寸15μm）;结合缩减元胞尺寸至9μm路径成功研制出比导通电阻达到4.9mΩ·cm2的SiC MOSFET器件,达到同类器件中的国际先进水平。同时针对该优化栅氧工艺展开了可靠性的研究,对栅氧的生长以及退火温度进行了进一步优化,提出了具有增强可靠性的SiC MOSFET栅氧工艺。研究开发了全套可规模化生产的1200V SiC MOSFET器件技术,包括器件结构设计、单项工艺技术、工艺整合和流片研制等。攻克了沟道长度连续可调的沟道自对准关键工艺,实现沟道长度在0.2μm～1μm范围内连续可调;优化了高温离子注入工艺,提高了高剂量下P+区域的激活率和有效掺杂浓度,并有效降低了注入产生的晶体缺陷和表面缺陷,提升了载流子寿命和器件性能。基于对SiC MOSFET器件可靠性问题的深入研究,提出了一系列降低器件阈值电压漂移、提高器件短路和浪涌能力与可靠性的优化方法。实验证明,降低沟道掺杂浓度可有效改善阈值电压漂移;优化JFET宽度和沟道长度设计可实现器件导通性能和短路耐受能力的优化平衡;优化沟道掺杂设计可使器件沟槽参与浪涌电流的导通,实现器件浪涌耐受能力的提升。
张茂盛[3]（2021）在《碳化硅功率模块高速开关及近场电磁特性研究》文中研究说明相比Si-IGBT器件,Si C-MOSFET器件在高频和大功率应用领域具备优异的低损耗、高速开关、能高温运行的性能优势,因此被期待在电网输配电、轨道交通和电动汽车（EV/HEV）等行业取代Si-IGBT器件的使用。为了满足这些行业对功率变换系统更大电流等级、更高开关频率、更高转换效率和更高功率密度的紧迫需求,高密度集成碳化硅功率模块正在成为碳化硅电力电子器件的重要发展方向,高密度集成碳化硅功率模块高速开关和高频工作性能优势的充分实现成为决定其市场应用突破的关键。EV/HEV应用中低压大电流（母线电压:200-600V、负载电流:200-600A）工作条件给基于碳化硅电力电子器件的高密度集成电控系统或者电力控制单元（Power Control Unit,PCU）性能优势的充分发挥带来严峻挑战。当前碳化硅功率模块工作中开通瞬态漏源极电压(v DS)波形第一阶段下降斜率(dv DS/dt)大约5V/ns左右,为了进一步提高碳化硅功率模块高速开关性能优势,对其开关瞬态波形特征和开关速度限制因素的研究非常重要。当前碳化硅功率模块工作时开关频率一般十几千赫兹（k Hz）左右,为了充分实现碳化硅功率模块的高频工作性能优势,在保持其高速开关特性的前提下进一步提升开关频率至关重要。然而,随着开关频率的增加,碳化硅功率模块高速开关和高频工作产生的电磁干扰（Electromagnetic Interference,EMI）问题日趋严峻。由于PCU的高功率密度集成,各组件被紧密的布局在一起,碳化硅功率模块EMI噪声增加的同时,EMI噪声增强引起的近场耦合干扰问题也开始显现,因此,对碳化硅功率模块近场电磁特性及其产生机制的研究也很必要。针对EV/HEV应用中高密度集成PCU中碳化硅功率模块可能存在的上述问题,本论文设计并制作了四款碳化硅功率模块（其中1200V/400A模块3款,1200V/200A模块1款）,研究了碳化硅功率芯片、模块结构、以及工作条件等因素对其高速开关和近场电磁特性的影响机理。在高速开关特性方面,开展了影响碳化硅功率模块高速开关性能和限制开关速度增加的关键因素的研究,这些关键因素包括:低压大电流工作条件、负反馈效应、模块方案及其结构设计等。在高频工作性能方面,搭建了buck和boost电路,研究了模块近场EMI噪声的频谱特征及其在近场区域的分布规律。通过这些研究工作的开展,本论文最终揭示了低压大电流工作条件下碳化硅功率模块不同结构设计对其高速开关和近场电磁特性的影响机理,研究成果及其创新点如下:（1）针对EV/HEV应用低压大电流工作场景中增加开通速度降低模块损耗受模块开通瞬态v DS波形下降快慢制约的问题,本文基于模块的不同设计探究了低压大电流工作条件、碳化硅功率芯片和模块结构等因素对开关瞬态v DS波形的影响规律,揭示了影响模块高速开通的v DS波形平台特征的产生机制,阐明了随开通速度增加v DS波形在线性下降区尾端呈现非线性下降特征的机理。相比碳化硅功率芯片的不同,模块结构设计的不同对模块开通瞬态v DS波形特征产生了明显的影响。模块结构对v DS波形特征的影响随着母线电压降低而减弱,随着开通速度增加而增强。如果开通速度足够快,在较高母线电压条件下漏源极电压波形分阶段下降的特征将变得不明显;在较低母线电压条件下v DS下降波形将出现平台特征,且随着输出负载电流增加v DS波形下降时的平台特征会更加明显。开通瞬态v DS波形的平台特征阻止了v DS波形的快速下降,导致在EV/HEV应用中通过增加开关速度来降低碳化硅功率模块损耗受到制约。在低压大电流工作条件下,当碳化硅功率模块开通速度较高(比如di DS/dt高于2.64A/ns)时v DS波形下降第一阶段（τ1（on））和栅源极电压(vgs)波形米勒平台对应时间段重合,在这个重合时间段内vgs波形米勒平台效应能够被反映到v DS波形上形成平台特征;当开通速度较低时栅vgs波形米勒平台对应时间段出现在τ1（on）时间段之后且两者彼此分离,v DS波形无法形成平台特征。在高压（高母线电压）和高开通速度工作条件下缩短的τ1（on）和后延的米勒平台导致vgs波形米勒平台对应时间段和τ1（on）时间段彼此分离,v DS波形上不仅无法形成平台特征,还使得v DS波形分阶段下降的特征变得不明显。开通瞬态模块上桥v DS波形平台高于下桥的现象归结于模块内部上桥漏-源极路径和功率主回路的共用路径不同于下桥漏-源极路径和功率主回路的共用路径,且上桥共用路径的寄生电感高于下桥。本文的研究也暗示了降低62mm标准外形功率模块上桥漏-源极路径和功率主回路共用路径的寄生电感可减小上下桥v DS波形平台特征的差异。本文的研究还进一步阐明了开通瞬态v DS波形随开通速度增加在其线性下降区尾端呈现非线性下降波形特征的产生机理。随着开通速度增加,以栅源极电压(vgs)表达式作为解的二次方程式所对应的判别式的极性由正变负,相应的,模块在τ1（on）阶段v DS波形下降斜率(dv DS/dt)的解析表达式也发生了彻底的改变,结果其在接近τ1（on）阶段终点时由一个常量改变成了一个变量,该变量在接近τ1（on）阶段终点出现的快速减小导致了v DS波形在线性下降区尾端呈现非线性下降波形特征。（2）针对负反馈效应对碳化硅功率模块高速开关特性的影响,本文设计了不同的共源路径方案及其模块结构;搭建了米勒电容和共源电感负反馈的等效电路模型;通过开通瞬态特性的仿真、解析建模分析和实验开展负反馈机理研究;揭示了最小化共源路径模块上下桥vgs波形不同特征负电压尖峰的产生机制;提炼了模块开通瞬态最大电流变化率(di DS/dt)的定量约束条件;提出的最小化共源路径设计方法显着提升了模块允许的最高开关速度。针对最小化共源路径碳化硅功率模块因米勒电容负反馈产生的上桥vgs波形负电压尖峰特征不同于下桥的现象(上桥vgs波形负电压尖峰中叠加了一个83.3MHz的高频振荡而下桥vgs波形则无高频振荡叠加),本文将开通瞬态米勒电容的负反馈等效成由漏-源极功率主回路注入到栅-源极回路的一个短时脉冲电流源(i D→G),模块上下桥栅-源极路径布局方案及其结构设计的不同导致上桥米勒电容负反馈所对应的等效电路拓扑结构不同于下桥,在模块上桥等效电路拓扑结构中i D→G与由寄生电感和栅源极驱动回路总电阻组成的串联支路并联后再和寄生电容构成串联回路;而在模块下桥等效电路拓扑结构中i D→G与栅源极驱动回路总电阻并联后再和寄生电感和寄生电容构成串联回路。本文提出的等效电路模型揭示了模块上桥vgs波形过低负电压尖峰特征不同下桥的产生机制。本文对碳化硅功率模块开通瞬态v DS波形的下降过程进行解析建模,对模块共源路径和米勒电容在开通瞬态的负反馈进行解析建模和仿真计算,通过对实验和解析仿真计算结果的对比分析,揭示了碳化硅功率模块共源路径结构设计不同对其开通瞬态允许的最高开通速度(di DS/dt)的影响规律。对于最小化共源路径设计的模块,随着开通速度增加,模块v DS波形下降第一阶段（τ1（on））的下降斜率快速增加,当模块v DS波形在第一阶段的下降斜率增加到约等于第二阶段（τ2（on））的下降斜率时,即v DS波形两阶段下降特征改变成近似单一阶段下降特征时,模块vgs波形将出现过低负电压尖峰特征,模块开通速度(di DS/dt)的继续增加受到明显的限制;然而,对于含有额外共源路径设计的模块,其v DS波形在τ1（on）阶段的下降斜率远低于τ2（on）阶段的下降斜率时,模块vgs波形就出现负电压尖峰特征,di DS/dt的继续增加就被限制。经实验验证,本文提出的最小化共源路径优化设计将模块开通时允许的最高di DS/dt提升了50%以上。（3）针对EMI噪声随开关速度和开关频率增加而升高,以及PCU高密度集成引起EMI噪声近场耦合失效的问题,本文揭示了碳化硅功率模块近场EMI噪声频谱及其在近场区域的分布规律;阐明了碳化硅功率模块结构设计对其近场电磁特性的影响机理;提出的最小化共源路径方案明显改善模块的近场电磁特性,提出的基于最小化共源路径方案的高对称性栅-源极路径结构设计明显降低了模块在buck电路工作中产生的高频段噪声。碳化硅功率模块近场EMI噪声按频率可被分为两类,30-120MHz的近场EMI噪声为低频段噪声（LFR）,主要分布于模块漏源极功率电极所对应的近场区域,由模块内部漏-源极路径和模块功率电极构成的天线结构产生,开关瞬态漏源极电流变化特征对该频段的近场EMI噪声影响较大;而120-500MHz的近场EMI噪声为高频段噪声（HFR）,主要分布于模块栅源极信号端子所对应的近场区域,由模块内部栅-源极路径和模块栅源极信号端子构成的天线结构产生,开关瞬态栅源极电压变化特征对该频段的近场EMI噪声影响较大。模块内部结构栅-源极路径和漏-源极路径彼此被分隔开的最小化共源路径设计方案可以明显改善模块的近场电磁特性,消除模块在500-900MHz频率带的异常EMI噪声。提高并联芯片栅-源极路径的均一性可以降低模块的HFR,提高并联芯片漏-源极路径的均一性可以降低模块的LFR。相比最小化共源路径设计方案,本文提出的基于最小化共源路径方案的高对称性栅-源路径结构设计将模块上桥内部并联芯片栅-源极路径均一性提高了27.10%,在开关频率为10k Hz和100k Hz的buck电路中工作时基于最小化共源路径方案的高对称性栅-源路径结构设计将模块的HFR分别降低了8.25%和11.07%。本论文的研究成果为充分发挥碳化硅功率模块高速开关和高频性能优势提供了有益的理论基础和实践借鉴,为碳化硅功率模块的设计及其与EV/HEV的高功率密度集成PCU的协同化设计提供了新的思路。
吴九鹏[4]（2021）在《碳化硅MPS二极管的设计、工艺与建模研究》文中认为电能是当今人类消耗能源的主要形式,并且所占比例逐年上升。因此,对电能进行处理和变换的电力电子技术就显得越来越重要。半导体功率器件是电力电子技术的核心元件。近年来,基于碳化硅（SiC）材料的新一代功率器件异军突起,以其击穿电压高、导通电阻小、开关速度快等特点,逐渐得到了学术界和产业界的青睐。在碳化硅器件进步的过程中,高效的器件设计方法、稳定而低成本的流片工艺、器件在异常工况下的行为特征和可靠性,都需要进行细致的研究。而碳化硅二极管就是研究这些问题的绝佳平台。目前最流行的碳化硅二极管包括结势垒肖特基二极管（Junction Barrier Schottky diode,JBS diode）以及混合PiN结势垒肖特基二极管（Merged PiN Schottky diode,MPS diode）。它们在正向导通、反向阻断性能和浪涌、雪崩可靠性之间取得了较好的平衡。众多研究者针对MPS/JBS二极管的元胞设计和器件性能之间的关系做了深入的研究,并且已有多家厂商开发出了成熟的商业产品。但是目前针对碳化硅二极管的研究仍然存在一些不足之处,包括SiC MPS二极管中稳定可靠的P区欧姆接触工艺、芯片外延层参数的设计和提取、器件在浪涌等大功率电热耦合过程中的电学和热学行为的表征和结温信息的获取等,都存在众多值得优化的地方。针对这些问题,本文设计、流片完成了多种SiC MPS/JBS二极管,并针对制备完成的器件开展了系统的表征测试和建模分析的工作,主要包括:（1）SiC MPS/JBS二极管结构参数的设计与工艺开发;（2）对制备完成的SiC MPS/JBS二极管的静态、动态、浪涌可靠性的测试;（3）建立针对带有场限环终端的垂直型功率器件的外延参数提取方法;（4）建立针对浪涌过程的电热耦合结温计算模型。本文具有以下创新点:（1）通过设计、流片、测试具有两种元胞排布和多组尺寸参数的SiC MPS二极管,本文充分理解并掌握了SiC MPS二极管研发技术。本文同时从仿真和实际层面揭示了器件元胞设计、静态特性与浪涌可靠性之间的联系。根据电流和温度的不同,本文将SiC MPS二极管在浪涌过程中的电学行为简化为三个模态,并详细分析了各个模态的形成和转化机理,加深了对器件浪涌特性的理解。本文同时开发了一套基于注入型P+区的SiC MPS二极管流片工艺,最大限度地兼容了SiC JBS二极管的工艺流程。根据此工艺流程制备完成的器件具有稳定的电学特性,并在浪涌电流冲击等极端工况下展现出了媲美商业器件的高可靠性。（2）本文改进了芯片外延层参数的传统设计和提取方法。通过引入辅助函数并结合数值方法,本文提出了无需电子和空穴的碰撞电离系数相等的假设、直接处理二重积分形式的雪崩击穿判据并计算击穿电压的算法。基于该算法,本文给出了适用于4H-SiC材料、根据耐压设计目标确定最佳外延参数的拟合公式,方便了外延层设计。本文同时改进了提取芯片外延参数的传统C-V法。通过考虑场限环终端（Field limited rings,FLRs）对耗尽区几何形状和器件C-V特性的影响,优化后的外延参数反推算法相比于传统C-V法能计算出更准确的外延掺杂浓度和厚度,有助于对器件进行逆向工程分析。（3）本文基于传统RC热路模型,提出了适用于浪涌过程的分布式热源电热耦合结温计算模型。本模型通过改变热学支路的拓扑结构来模拟分布式热源,通过令电学支路和热学支路的参数先后发生改变来实现电学和热学过程的解耦。本模型可从器件的静态正向电学特性和热阻抗测试结果出发,无需实际进行浪涌测试,即可准确而快速地预测其在浪涌过程中的电学行为和内部各部分的结温变化。本模型考虑了热源分散在芯片各处而非集中在主结这一事实,也考虑了各层材料的热阻和热容参数随温度的变化,相对于传统方法更接近实际情况,具有更高的精度。本文提出的器件设计、工艺流片、建模分析等研究手段,为器件研究者提供了一套完整的方法论。这些手段能加快器件的设计和分析过程,加深器件研究者对器件工作机理的理解。可以预见,本文及其后续研究,将提供越来越多的针对功率器件的研究手段和机理模型,有助于提升功率器件研究工作的效率。
骆娇[5]（2021）在《电动汽车充放电系统及其控制策略研究》文中指出随着社会发展,环境污染和能源问题日益严峻,清洁能源的开发和利用成为当前的研究热点。电动汽车采用清洁能源代替石油,达到改善环境和缓解能源短缺的效果。市面绝大部分充电桩只有单向充电功能,不能充分利用电动汽车的电能。因此,本文设计一种双向功率变换器使电网和电动汽车动态互连,实现车网能量的双向流动,有效解决电动汽车电池电能闲置问题。首先,分析了V2G（Vehicle-to-Grid）技术和电动汽车充放电常用各类变换器,设计了一种可以实现充电和放电功能的两级式功率变换器。两级之间独立设计,前级双向AC/DC结构为三相电压型半桥PWM变换器,后级双向DC/DC结构为双有源全桥变换器（the dual active full-bridge,DAB）。对前后级变换器工作原理及数学模型进行介绍,并对常用蓄电池的等效模型及充电方法进行分析,为仿真建模提供依据。其次,对充放电系统控制系统策略展开研究,前级AC-DC变换采用直接电流控制下的电压电流双闭环控制,并对电压外环和电流内环控制器进行设计。后级DC-DC变换采用移相控制策略下的双重移相控制。为了提高电动汽车锂电池使用寿命,DAB变换器采用了恒流恒压控制策略。在充电初始阶段,由电流单闭环控制的恒流充电,电压达到一定值后切换为电压电流双闭环控制的恒压充电。为满足电动汽车并网放电的需求,采用了电流单闭环控制的恒流放电控制策略。最后,通过Matlab/Simulink搭建了基于DAB的电动汽车充放电系统仿真模型,对模型中参数主要参数进行设计,并进行不同工作状态下的仿真分析。仿真验证了所提控制策略的可行性,实现了充电状态下先恒流再恒压充电,电网侧电压电流同相位,功率因数约为1;实现了放电状态下采用恒流放电,电网侧电压电流相位相差180°;直流侧电压稳定,电压波动小,具有良好的动态性能。在充放电切换模式中,控制系统能很好实现充电模式与放电模式的来回切换,有良好的动态响应性能和鲁棒性。
彭子舜[6]（2020）在《Si IGBT/SiC MOSFET混合器件的开关控制策略及其应用研究》文中认为近年来,轨道交通、航空航天、军工核能等复杂与特殊应用场合对逆变器在功率密度、效率、容量、稳定及可靠性等方面提出更为苛刻的要求。然而,纯Si IGBT或SiC MOSFET均难以有效满足这些严格需求,限制了单一功率器件应用技术和相关产业的进一步发展。为有效解决这些瓶颈与难题,本论文巧妙结合Si IGBT和SiC MOSFET各自优势,采用由大容量Si IGBT和小容量SiC MOSFET并联组成的Si IGBT/SiC MOSFET混合器件结构（简称混合器件）,以突破单一功率器件现阶段存在的局限性,有效满足高效率、高功率密度、大容量以及高可靠逆变器的应用需求。本论文以混合器件为核心,以逆变器为应用背景,针对混合器件的功率损耗、电磁干扰（EMI）噪声以及故障后的冗余特性三个方面设计相应的高性能优化及控制方法。结合并联控制技术以及能量管理策略为高性能、高可靠模块化逆变系统的研制提供技术和理论支撑。论文的创新点以及研究成果主要为以下几个方面:（1）采用灰狼算法,设计反映逆变器平均功率损耗的适应值函数,提出针对混合器件的自适应损耗优化方法。建立基于器件物理特性的混合器件功率损耗模型,研究其内部延时时间与自身功率损耗之间的关系。针对最优延时时间难以获取的难题,本论文充分利用延时时间的灵活及可变性,从基于生物群体行为的自然启发式算法中选取性能优异的灰狼算法,结合反映逆变器平均功率损耗的适应值函数,最终提出适用于混合器件的自适应损耗优化方法。通过2kW对比实验可知,相比采用固定延时时间的逆变器功率损耗,所提自适应损耗优化方法能有效降低功率损耗6%以上。（2）研究混合器件在不同驱动模式下的EMI特性,分析逆变器应用背景下的最优开关频率曲线,提出适用于混合器件的EMI噪声抑制策略。首先,建立基于混合器件的Boost变换器高频仿真模型,分析混合器件在不同驱动模式以及驱动电阻下的传导EMI特性,为混合器件最优驱动电阻设计以及EMI噪声抑制策略提供理论基础。然后,针对混合器件因采用传统控制策略（驱动模式和开关频率恒定）而产生严重的EMI噪声问题,设计包含变开关模式和变开关频率策略的EMI噪声抑制策略,在不降低逆变器性能的前提下,实现该装置传导EMI噪声在150kHz～30MHz频段范围内有效降低,同时也能在30MHz～1GHz频段范围间接实现辐射EMI噪声有效降低。（3）分析混合器件故障后的冗余特性,设计针对混合器件的故障检测方法,提出适用于混合器件的冗余容错控制策略。当混合器件发生开路故障,过大的导通电流以及脉冲宽度变化将影响逆变器运行性能和可靠性,极大地限制了混合器件运行区间。为有效解决这一问题,首先通过分析混合器件故障后的运行特性,预测故障后逆变器运行性能的变化情况;然后,设计能够检测混合器件不同故障类型以及定位故障位置的功率器件故障检测方法;最后,提出由多种控制方式相结合的冗余容错控制策略,以防止基于混合器件的逆变器在开路故障后的性能以及可靠性下降。（4）结合以上优化及控制方法,研制基于混合器件的模块化逆变系统,以提高该模块化逆变系统故障前后的运行性能与可用性。首先,将自适应损耗优化方法、EMI噪声抑制策略和冗余容错控制策略结合到该模块化逆变系统中,并对自适应损耗优化方法中的粒子编码过程进行修改。然后,将基于虚拟阻抗的虚拟同步发电机控制策略以及合适的能量管理策略也应用到该模块化逆变系统中,以实现模块化逆变系统在健康状态下效率和电磁兼容能力的有效提升。在功率器件故障后,所提方案也能防止该系统的电能质量、效率以及可用性大幅下降。通过3kW实验可知,该模块化逆变系统在故障前后均能稳定且可靠运行;故障发生后,逆变单元效率高于98%、系统公共点电压谐波低于1.3%,且混合器件内部每个功率器件结温始终小于95°C。
张玥[7]（2020）在《电流源型双有源桥式直流变换器调制与控制方法研究》文中研究表明双有源桥式直流变换器（Dual-active-bridge DC/DC converter,简称DAB DC/DC converter）具有效率高、软开关、双功率方向等优点,在新能源汽车中具有广泛的应用前景。其中的电流源型双有源桥式直流变换器（Current-fed dual-active-bridge DC/DC converter,简称CF-DAB DC/DC converter）是一种具有低输入电流纹波和直接电流控制能力的拓扑。这种拓扑是新能源汽车中直流变换器的理想解决方案。然而,电流源型双有源桥式直流变换器仍然面临几个具有挑战性的问题:由变压器漏电感造成的电压尖峰问题、电流源型单元侧的环流问题、电感参数补偿问题等。现有的双有源桥式直流变换器调制方案,主要是针对电压源型双有源桥式直流变换器。因此,为进一步提高电流源型双有源桥式直流变换器的控制性能并拓展其应用,本文以该拓扑为研究对象,主要围绕调制策略和控制方法的优化展开研究。论文主要研究内容与创新成果如下:1.针对电流源型双有源桥式直流变换器由变压器漏电感造成的电压尖峰问题,本文提出了一种解耦的双脉冲宽度调制（Decoupled dual-PWM）策略。在无需使用额外的辅助电路情况下,双脉冲宽度调制策略可以对变压器漏电感进行适当的预充电,从而避免由变压器漏电感造成的电压尖峰问题。在轻负载工作情况下,双脉冲宽度调制策略可以有效抑制电流源型单元侧的环流,从而提高变换器在宽负载范围内的效率。双脉冲宽度调制策略可以根据变换器的瞬时输入电感电流,灵活地调整电压源型单元侧开关器件的开通时刻和开通时长。与现有调制策略相比,双脉冲宽度调制策略有效地降低了变压器漏电感电流峰值、电流源型单元侧的环流和相应的损耗。同时,解耦的双脉冲宽度调制策略避免了电流源型单元侧占空比和电流压型单元侧占空比之间的相互耦合,实现了变换器升压比与变压器漏电感、负载条件之间的解耦。这样将会有助于简化后续变换器控制回路的设计。本部分工作详细阐述了该调制策略的设计过程、功耗分析和实现方式。针对所提出的调制策略,本部分工作基于TI TMS320F28335数字信号处理器,实现数字控制,并搭建了无需额外辅助电路的电流源双有源桥式直流变换器的原理样机。本部分工作通过更深入的实验,验证了所提出的调制策略的有效性。2.电流源型双有源桥式直流变换器的电感参数补偿问题目前仍缺少研究。本部分工作的电感参数补偿问题主要是围绕输入电感和变压器漏电感两个对象。针对变压器漏电感的参数差异性和不确定性问题,本部分工作提出一种新的变压器漏电感的参数补偿方法。该方法不需要额外的高精度电流传感器以测量流经变压器漏电感的瞬时电流。针对变压器漏电感的参数差异性问题,该方法提供了灵活调节的映射输出电压,可以根据不同子模块之间变压器漏电感参数的差异性而单独调节。针对变压器漏电感的参数偏移（不确定性）问题,该方法在参数估计的基础上可以进行补偿,从而进一步提高变换器的闭环控制的稳定性,并实现电流源型单元侧环流的抑制和开关器件上电流应力最小化。此外,本部分工作还针对输入电感的参数偏移（不确定性）问题进行深入分析和研究,通过占空比预测控制的方法解决该问题。针对本部分所提出的几种参数补偿方法,本部分工作搭建了输入为并联结构的电流源型双有源桥式直流变换器原理样机。通过更深入的实验,本部分工作验证了所提参数补偿方法的有效性。3.目前,电流源型桥式单元在三端口类型的磁耦合型有源桥式直流变换器中的应用还很有限。其原因主要是由于电流源型桥式单元中变压器漏电感电流换向的问题。针对这一问题,本部分工作提出了一种适用于包含电流源型全桥单元的磁耦合型三端口有源桥式直流变换器的调制策略。该调制策略可以实现变压器漏电感电流的提前换向、电流源型桥式单元开关器件的软开关操作和环流最小化。针对所提出的调制策略,本部分工作搭建了包含电流源型全桥端口的磁耦合型三端口有源桥式直流变换器的原理样机,并通过实验验证了所提调制策略的有效性。4.脉动直流母线调制策略可以最大限度地减小直流母线上电容的容值,从而为利用薄膜电容器代替电解电容器提供可能。本部分工作将电流源型双有源桥式直流变换器的研究扩展至脉动直流母线的场合。本部分工作提出了一种适用于连续脉动直流母线电压的电流源型DC/AC系统的调制策略。在直流母线电压为连续脉动的情况下,该调制策略仍然可以同时实现变压器漏电感电流的提前换向、电流源型桥式单元的开关器件的软开关操作和环流最小化。此外,在负载情况发生变化时,该调制策略同样适用。针对所提出的调制策略,本部分工作搭建了连续脉动直流母线电压的电流源型DC/AC系统的原理样机。通过实验,本部分工作验证了所提调制策略的有效性。
王自立[8]（2020）在《电动汽车电机驱动控制系统研究》文中提出随着传统能源日益枯竭和环境污染加剧,能源利用率高、噪声低、无污染的电动汽车越来越受到人们的青睐。电池、电驱和电控等三电系统是电动汽车的三大核心部件,其中电机驱动控制系统直接影响着电动汽车动力性能的发挥和车辆行驶的安全性、可靠性与经济性,因此对电动汽车电机驱动控制系统的控制策略、硬件和软件进行研究具有重要意义。本文对电动汽车电机驱动控制系统进行了研究。本文选定永磁无刷直流电机（BLDCM）为电动汽车的驱动电机,在分析无刷直流电机的工作原理、数学模型和双闭环PI控制技术的基础上,设计并搭建了永磁无刷直流电机双闭环模糊PI控制系统的Simulink仿真模型,其转速外环采用模糊PI控制,电流内环采用经典PI控制。本文设计了电机驱动控制系统的硬件电路。其中,使用6个IGBT和3个高低边栅极驱动芯片采用HPWM-LON调制方式设计了三相全桥逆变电路,以ST公司STM32系列单片机为核心设计了控制电路,使用霍尔电流传感器和霍尔位置传感器等设计了电流电压和位置转速检测电路。本文设计了电机驱动控制系统的软件整体框架,使用模块化编程设计主程序和各个中断程序,包括转子位置检测、电机换相与转速计算程序,速度环模糊PI控制程序,电流环PI控制程序,电机启动、停机与保护程序等。仿真结果证明:本文设计方案有效可行,能实现电机驱动和控制的功能,且具有良好的控制精度、动静态性能和抗干扰能力。
陈志业[9]（2020）在《面向中低压配电网的柔性多状态开关拓扑选型研究》文中研究指明分布式电源与电动汽车接入规模化、用户用电需求多样化使得配电网潮流复杂、负荷不均衡等问题愈发凸显。柔性多状态开关（Flexible Multi-state Switch,FMS）是在若干关键节点上代替传统联络开关的新型智能配电设备,其采用电力电子技术,能够有效调节流经设备的有功及无功功率,实现潮流的连续灵活调控,具备促进新能源消纳、均衡馈线负荷、改善电能质量等功能,可增强配电网运行的可靠性与灵活性。由于不同拓扑结构的FMS性能各异,适用于不同的应用场景,同时相关选型指标的计算过程繁琐,缺乏有效的辅助分析与计算手段,因此本文重点针对适用于中低压配电网的FMS拓扑进行梳理分析和选型研究。首先,对FMS的研究现状进行综述,并且对不同变换类型的拓扑进行梳理,研究各拓扑在配电网馈线联络方面的可行性,其中交-直-交类型拓扑更适合于多馈线互联场景。以基于模块化多电平变流器拓扑（Modular Multilevel Converter,MMC）的FMS为例,研究FMS的基本工作原理并建立dq同步旋转坐标系下MMC拓扑的数学模型,在此基础上设计控制策略,为后续仿真验证进行铺垫。其次,对中低压配电网下的单端FMS拓扑进行选型分析,从核心元件、功能评估以及工程应用3个层面进行划分,选择拓扑选型评估的7种量化指标和3种定性指标。以单端形式的传统两电平、二极管箝位型三电平和MMC拓扑为例,给出各量化指标的计算公式。之后,根据各指标计算公式,设计面向中低压配电网的FMS拓扑辅助选型软件,它能够快速、直观地给出不同拓扑的指标对比情况,辅助用户进行拓扑选型决策。并根据软件计算的3种算例,给出3种单端拓扑适用场景的参考建议,同时对软件输出的主电路参数以MMC拓扑为例,在MATLAB/Simulink中进行仿真,验证数据的有效性。最后,对多端FMS拓扑进行选型探索研究。选取适用于中压配电网的MMC拓扑与具备器件/桥臂复用特性的九桥臂和桥臂分叉变流器拓扑进行选型分析。计算各拓扑的核心参数、运行损耗,分析运行范围,得出各拓扑建设成本、占地空间、运行效率和潮流调节能力等指标的对比结果,给出3种多端拓扑所适用的场景,为中压配网系统中多端FMS拓扑的选取提供建议。
桑亚雷[10]（2019）在《电动汽车变流器功率器件的疲劳寿命及热应力复现研究》文中认为目前,能源短缺及环境污染问题已成为制约中国汽车产业可持续发展的突出问题,电动汽车是汽车行业得以延续的必然选择,有着广阔的发展空间。变流器是电动汽车的关键部件,然而根据系统故障概率统计结果表明,变流器却是最主要的失效组件,变流器故障很大程度上归因于其功率器件绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）的失效。因此,对功率器件进行寿命预测并及时更换组件、探究功率器件的热管理方案、优化变流器的运行和设计能够有效的提高电动汽车的可靠性。功率模块的电热耦合热网络的建立常忽略紧凑型模块封装下的多芯片耦合热效应;现有的功率器件寿命预测大多基于一定温度范围下的冷热循环老化,脱离实际应用场景。本文以电动汽车变流器中的功率器件为研究对象,建立了基于瞬态热阻抗响应的多芯片封装模块的耦合热网络;量化了实际运行工况下功率器件的服役里程;提出了改善功率器件可靠性和寿命的热管理控制策略,减小了器件的结温波动,延长了器件的寿命;搭建了功率器件热应力测试平台,复现出行驶工况下器件的热应力信息。本文的主要研究内容包括:1)基于瞬态热阻抗响应的方法建立包括IGBT功率模块和散热器在内的逆变器整体热网络模型,充分考虑了多芯片封装模块内部的自热和交叉耦合热效应。引入理论证据,探索了不同尺寸芯片的热阻抗的差异性。对材料热性能（导热系数和比热容）的温度依赖性和散热器的三维热传导引起的热模型非线性问题进行了评价。发现了局部热网络参数与环境温度、散热条件、功率损耗等边界条件的相互联系。2)考虑器件开关行为对系统配置的敏感性,在实际的应用场景下,利用双脉冲实验测试了开关管在不同母线电压、相电流和结温下的开关特性。建立了电动汽车变流器驱动系统模型和电热耦合模型,仿真出了在实际运行工况下IGBT的结温曲线。采用雨流计数法、疲劳损伤准则等手段,预测了功率器件的服役里程。系统地掌握了环境温度、运行工况、疲劳累积等关联因素对寿命预测结果的影响规律。3)利用一种简化的IGBT损耗分析模型,分析和探讨了不同驱动开通电压对IGBT开关损耗的影响,提出了基于栅极驱动电压调整进而实现损耗及结温控制调节的主动热应力控制的新思路。所提结温跟踪管控策略的本质是调节器件本身的开关性能,实现对器件损耗实时控制,从而达到抑制结温波动的效果,减缓器件的老化,延长器件的寿命。最后,通过实验测试对结温跟踪管控策略进行了验证。4)功率器件应力复现平台的设计包括主电路的设计、控制系统的电路设计和控制系统的软件设计。针对选用的IGBT功率模块应力测试需求,首先分析了功率器件应力测试平台的系统传递函数,明确平台系统控制方案,详细设计了应力测试平台中各部件的电气参数。通过设置实际运行工况相关参数,测试在实际运行工况下的结温信息。
二、电力电子器件在电动汽车上的应用与选择准则（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电力电子器件在电动汽车上的应用与选择准则（论文提纲范文）
（1）电力电子器件IGBT在新能源汽车中的选用与保护（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 电力电子器件分类 |
| 1.1 根据器件被控程度分类 |
| 1.2 根据控制信号的性质分类 |
| 1.3 根据参与导电情况分类 |
| 2 器件耐压选择 |
| 3 IGBT在新能源汽车中的选用 |
| 3.1 IGBT栅极与发射极电压的确定 |
| 3.2 IGBT栅极与发射极并接电阻R1 |
| 3.3 栅极驱动电阻R的选择 |
| 3.4 栅极驱动布线 |
| 3.5 IGBT器件防静电 |
| 4 结论 |
（2）高鲁棒性碳化硅MOSFET的设计、研制和评估（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1.碳化硅材料特性与器件的研究和发展 |
| 1.1.1.碳化硅材料特性 |
| 1.1.2.碳化硅器件的发展 |
| 1.1.3.碳化硅金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)发展历史 |
| 1.2.碳化硅MOSFET的关键工艺技术研究和发展 |
| 1.2.1.栅氧工艺发展及其可靠性研究现状 |
| 1.2.2.离子注入及退火工艺研究现状 |
| 1.3.碳化硅MOSFET器件鲁棒性 |
| 1.3.1.短路鲁棒性 |
| 1.3.2.体二极管浪涌鲁棒性 |
| 1.4.本文研究的重要意义和主要内容 |
| 1.4.1.本文研究的重要意义 |
| 1.4.2.本文研究的主要内容 |
| 第2章 碳化硅平面栅MOSFET的结构设计和仿真研究 |
| 2.1.外延参数设计 |
| 2.2.工艺路线选择 |
| 2.3.沟道迁移率模型 |
| 2.4.有源区结构设计 |
| 2.4.1.SiC MOSFET关键参数定义 |
| 2.4.2.P阱底部掺杂浓度对器件导通和阻断特性的影响 |
| 2.4.3.栅氧厚度对器件导通和阻断特性的影响 |
| 2.4.4.JFET区域宽度对器件导通和阻断特性的影响 |
| 2.4.5.P区沟道掺杂浓度和沟道长度对器件导通和阻断特性的影响 |
| 2.5.本章小结 |
| 第3章 碳化硅平面栅MOSFET关键工艺技术研究 |
| 3.1.碳化硅平面栅MOSFET器件工艺流程 |
| 3.2.离子注入与退火工艺 |
| 3.3.沟道自对准工艺技术 |
| 3.4.栅氧工艺技术和栅氧可靠性研究 |
| 3.4.1.界面态密度提取方法研究 |
| 3.4.2.工艺条件对界面态密度的影响 |
| 3.4.3.工艺条件对氧化层可靠性的影响 |
| 3.5.本章小结 |
| 第4章 碳化硅MOSFET静态电学特性 |
| 4.1.结构参数对器件特性的影响 |
| 4.1.1.P阱顶部掺杂浓度对器件特性的影响 |
| 4.1.2.JFET宽度对器件特性的影响 |
| 4.1.3.沟道长度对器件特性的影响 |
| 4.2.改进型栅氧工艺对器件导通特性的优化 |
| 4.3.阈值电压漂移特性 |
| 4.3.1.正偏压状态下阈值不稳定性(PBTI) |
| 4.3.2.负偏压状态下阈值不稳定性(NBTI) |
| 4.4.本章小结 |
| 第5章 碳化硅MOSFET鲁棒性研究 |
| 5.1.SiC MOSFET短路鲁棒性研究 |
| 5.1.1.短路过程 |
| 5.1.2.不同界面态密度对短路鲁棒性的影响 |
| 5.1.3.不同JFET宽度对SiC MOSFET的短路鲁棒性的影响 |
| 5.1.4.不同沟道长度对短路鲁棒性的影响 |
| 5.1.5.不同母线电压对SiC MOSFET的短路鲁棒性的影响 |
| 5.1.6 .器件短路鲁棒性优化 |
| 5.1.7 .与商业器件短路鲁棒性的比较以及改进方式 |
| 5.2.体二极管浪涌鲁棒性研究 |
| 5.2.1.不同关断栅压对浪涌性能的影响 |
| 5.2.2.单次浪涌测试对阈值电压的影响 |
| 5.2.3.体二极管浪涌鲁棒性优化 |
| 5.3.本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1.本文总结 |
| 6.2.未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间所取得的科研成果 |
| 发表和录用的文章 |
| 授权和受理的专利 |
（3）碳化硅功率模块高速开关及近场电磁特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 碳化硅电力电子器件特性及其应用现状 |
| 1.1.1 碳化硅器件特性 |
| 1.1.2 电网行业应用进展 |
| 1.1.3 轨道交通行业应用研究进展 |
| 1.1.4 电动汽车行业应用进展 |
| 1.2 碳化硅功率模块研究现状 |
| 1.2.1 模块封装工艺及其结构设计研究现状 |
| 1.2.2 高速开关特性研究现状 |
| 1.2.3 高频工作性能研究现状 |
| 1.3 本论文选题意义及其主要研究内容 |
| 1.3.1 选题意义 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第2章 碳化硅功率模块结构设计及其制作 |
| 2.1 双脉冲测试电路及商业碳化硅功率模块开关特性测试 |
| 2.1.1 双脉冲测试电路原理 |
| 2.1.2 双脉冲测试平台介绍 |
| 2.1.3 碳化硅功率模块开关瞬态介绍 |
| 2.1.4 Wolfspeed公司功率模块开关瞬态实测波形 |
| 2.2 碳化硅功率模块设计 |
| 2.2.1 开关速度设计 |
| 2.2.2 DBC结构设计 |
| 2.2.3 内部结构布局设计 |
| 2.2.4 内部结构三维设计 |
| 2.3 碳化硅功率模块制作 |
| 2.3.1 制作工艺介绍 |
| 2.3.2 模块样品 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 低压大电流工作条件对碳化硅功率模块高速开关特性的影响 |
| 3.1 开通瞬态漏源极电压波形特征对比 |
| 3.1.1 较高母线电压工作条件下漏源极电压波形特征 |
| 3.1.2 低母线电压工作条件下漏源极电压波形特征 |
| 3.1.3 较低母线电压和高负载电流工作条件下的漏源极电压平台特征 |
| 3.2 仿真研究漏源极电压平台特征 |
| 3.2.1 漏源极电压波形仿真研究 |
| 3.2.2 漏源极电压平台产生机制 |
| 3.3 仿真研究上桥漏源极电压平台高于下桥 |
| 3.3.1 模块上桥和下桥漏-源极路径的差异 |
| 3.3.2 上下桥漏源极电压波形不同平台特征的产生机制 |
| 3.4 关断瞬态漏源极电压波形研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 米勒电容负反馈对碳化硅功率模块高速开关特性的影响 |
| 4.1 开通瞬态栅源极电压波形对比 |
| 4.1.1 开通瞬态四款模块栅源极电压波形对比 |
| 4.1.2 模块D在不同工作条件下的栅源极电压波形对比 |
| 4.2 栅源极过低负电压尖峰影响的建模及其仿真研究 |
| 4.2.1 米勒电容负反馈效应的等效电路模型 |
| 4.2.2 栅源极电压波形过低负电压尖峰特征的仿真结果及其对比 |
| 4.3 验证栅源极电压波形负电压尖峰产生机制 |
| 4.3.1 验证实验及其对比 |
| 4.3.2 仿真验证 |
| 4.4 负反馈效应对关断瞬态栅源极电压波形的影响 |
| 4.4.1 不同模块关断瞬态波形对比 |
| 4.4.2 关断速度相关的负反馈增强的影响 |
| 4.4.3 负载电流相关的负反馈增强的影响 |
| 4.4.4 输出功率相关的负反馈增强的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 碳化硅功率模块结构对其高速开关特性的影响 |
| 5.1 模块开通过程解析建模 |
| 5.1.1 漏源极电压波形第一阶段下降过程建模(从t_1到t_2) |
| 5.1.2 漏源极电压波形第二阶段下降过程建模(从t_2到t_3) |
| 5.2 模块B和模块D开通瞬态波形特征变化趋势 |
| 5.2.1 开通瞬态波形特征随开通速度增加的变化趋势 |
| 5.2.2 开通瞬态波形特征随母线电压增加的变化趋势 |
| 5.2.3 开通瞬态波形特征随负载电流增加的变化趋势 |
| 5.2.4 模块结构设计不同对其开通瞬态波形特征变化趋势的影响 |
| 5.3 模块开通瞬态的解析计算和仿真分析 |
| 5.3.1 解析分析τ_1(on)阶段漏源极电压波形线性下降特征改变的产生机制 |
| 5.3.2 模块栅源极电压波形随漏源极电压波形变化而呈现的相关性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 模块结构设计对其近场电磁特性的影响 |
| 6.1 电机驱动控制系统EMI问题研究现状 |
| 6.1.1 传导EMI噪声产生机制 |
| 6.1.2 传导EMI噪声解决方法 |
| 6.1.3 近场EMI噪声研究现状 |
| 6.2 近场EMI噪声测试平台介绍 |
| 6.3 模块B近场电磁特性 |
| 6.3.1 模块B在测试电路中工作波形 |
| 6.3.2 模块B近场EMI噪声及其分布特征 |
| 6.4 模块C近场电磁特性 |
| 6.4.1 模块C在buck电路中工作波形 |
| 6.4.2 模块C近场EMI噪声及其分布特征 |
| 6.5 模块D近场电磁特性 |
| 6.5.1 模块D在测试电路中工作波形 |
| 6.5.2 模块D近场EMI噪声及其分布特征 |
| 6.6 模块近场电磁特性影响机理 |
| 6.6.1 模块近场EMI噪声对比 |
| 6.6.2 buck电路条件下模块开关瞬态波形特征对近场EMI噪声影响 |
| 6.6.3 boost电路条件下模块开关瞬态波形特征对近场EMI噪声影响 |
| 6.6.4 共源路径方案及其模块结构设计对近场电磁特性的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论及展望 |
| 7. 1本论文工作总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（4）碳化硅MPS二极管的设计、工艺与建模研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 .碳化硅材料 |
| 1.1.1 .碳化硅材料的晶体结构 |
| 1.1.2 .碳化硅材料的特性参数 |
| 1.2 .碳化硅功率二极管的发展历程 |
| 1.2.1 .SiC JBS二极管 |
| 1.2.2 .SiC MPS二极管 |
| 1.3 .碳化硅功率二极管浪涌过程结温估算 |
| 1.4 .本文研究的重要意义和主要内容 |
| 1.4.1 .本文研究的重要意义 |
| 1.4.2 .本文研究的主要内容 |
| 第2章 SiC MPS二极管的仿真设计与工艺开发 |
| 2.1 .SiC MPS/JBS二极管的元胞结构 |
| 2.2 .外延层掺杂浓度和厚度的设计 |
| 2.2.1 .基于雪崩击穿判据计算外延层击穿电压 |
| 2.2.2 .击穿电压固定下的允许外延厚度 |
| 2.2.3 .外延层耐压固定下的最佳外延层参数 |
| 2.3 .SiC MPS二极管的仿真设计 |
| 2.3.1 .器件数值仿真技术和模型简介 |
| 2.3.2 .仿真设计优化 |
| 2.4 .SiC MPS二极管的工艺开发 |
| 2.4.1 .SiC MPS二极管的工艺步骤 |
| 2.4.2 .P型欧姆接触工艺研究 |
| 2.5 .本章小结 |
| 第3章 SiC MPS二极管的特性测试 |
| 3.1 .静态测试结果 |
| 3.1.1 .自制器件之间的静态特性对比 |
| 3.1.2 .自制器件与商业器件的静态性能对比 |
| 3.2 .动态特性测试结果 |
| 3.3 .浪涌可靠性测试结果 |
| 3.3.1 .单次浪涌可靠性测试 |
| 3.3.2 .器件的高温静态Ⅰ-Ⅴ特性分析 |
| 3.3.3 .二极管浪涌过程电学行为模式 |
| 3.3.4 .自制器件与商业器件的浪涌可靠性对比 |
| 3.3.5 .二极管抗浪涌电流冲击能力比较 |
| 3.3.6 .重复性浪涌可靠性测试 |
| 3.4 .本章小结 |
| 第4章 带场限环终端的功率器件外延参数提取算法 |
| 4.1 .传统反推算法及其局限性 |
| 4.2 .场限环下方耗尽区的扩展规律 |
| 4.3 .耗尽区纵向扩展深度和横向扩展宽度之间的关系 |
| 4.4 .反推算法的建立 |
| 4.5 .本章小结 |
| 第5章 电热耦合浪涌结温计算模型 |
| 5.1 .热阻、热容和RC热路模型 |
| 5.1.1 .基本概念 |
| 5.1.2 .热阻抗的测量与结构函数 |
| 5.2 .浪涌结温的直接计算法 |
| 5.2.1 .商业器件的热阻抗测试 |
| 5.2.2 .浪涌过程的计算 |
| 5.3 .电热耦合结温计算模型的理论基础 |
| 5.4 .电热耦合结温计算模型的具体实现步骤 |
| 5.4.1 .RC网络传递函数的计算 |
| 5.4.2 .结温计算的具体步骤 |
| 5.5 .计算实例 |
| 5.5.1 .器件的热学特性的建模 |
| 5.5.2 .器件的电学特性的建模 |
| 5.5.3 .浪涌过程的结温计算 |
| 5.5.4 .衬底减薄技术对浪涌能力的提升 |
| 5.6 .本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 .本文总结 |
| 6.2 .未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间所取得的科研成果 |
| 发表和录用的文章 |
| 授权和受理的专利 |
（5）电动汽车充放电系统及其控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 V2G技术简介及研究现状 |
| 1.2.1 V2G技术简介 |
| 1.2.2 V2G技术的研究现状 |
| 1.3 电动汽车双向功率变换器研究现状 |
| 1.3.1 双向AC-DC变换器研究现状 |
| 1.3.2 双向DC-DC变换器研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 电动汽车充放电系统拓扑结构与设计 |
| 2.1 电动汽车充放电系统拓扑 |
| 2.1.1 系统拓扑结构 |
| 2.1.2 系统运行模式 |
| 2.2 电动汽车双向功率变换器工作原理 |
| 2.2.1 AC/DC变换器工作原理 |
| 2.2.2 DAB变换器工作原理 |
| 2.3 电动汽车充放电变换器数学模型 |
| 2.3.1 AC-DC变换器数学模型 |
| 2.3.2 DAB变换器数学模型 |
| 2.4 电动汽车蓄电池等效模型 |
| 2.4.1 电动汽车蓄电池的选择 |
| 2.4.2 电动汽车蓄电池等效模型及充电方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电动汽车充放电系统控制策略 |
| 3.1 电动汽车充放电系统整体控制方案 |
| 3.2 双向AC-DC变换器控制策略 |
| 3.2.1 SVPWM控制技术 |
| 3.2.2 AC-DC变流器整体控制方案 |
| 3.2.3 电流内环控制设计 |
| 3.2.4 电压外环控制设计 |
| 3.3 DAB变换器控制策略 |
| 3.3.1 单重移相控制策略 |
| 3.3.2 双重移相控制策略 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电动汽车充放电系统仿真 |
| 4.1 电动汽车充放电系统仿真建模 |
| 4.1.1 主要参数的设计 |
| 4.1.2 仿真模型的建立 |
| 4.2 电动汽车充电模式仿真分析 |
| 4.3 电动汽车放电模式仿真分析 |
| 4.4 电动汽车充放电切换模式仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）Si IGBT/SiC MOSFET混合器件的开关控制策略及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 Si IGBT的发展现状 |
| 1.1.2 Si C MOSFET的发展现状 |
| 1.1.3 混合器件的提出 |
| 1.2 混合器件关键技术问题研究现状 |
| 1.2.1 混合器件功率损耗优化研究 |
| 1.2.2 混合器件EMI噪声抑制研究 |
| 1.2.3 混合器件冗余研究 |
| 1.3 混合器件应用研究现状 |
| 1.4 混合器件发展存在的不足 |
| 1.5 本文主要研究内容与章节安排 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 章节安排 |
| 第2章 混合器件的损耗优化方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 混合器件原理及特性分析 |
| 2.2.1 混合器件开关模式分析 |
| 2.2.2 混合器件静态特性分析 |
| 2.2.3 混合器件功率损耗分析 |
| 2.2.4 传统方法存在的挑战 |
| 2.3 自适应损耗优化方法设计 |
| 2.3.1 自然启发式算法基本概念 |
| 2.3.2 自然启发式算法描述 |
| 2.3.3 适应值函数设计 |
| 2.3.4 粒子编码 |
| 2.3.5 自适应损耗优化方法总框架 |
| 2.4 实验测试及验证 |
| 2.4.1 不同算法性能对比 |
| 2.4.2 实验平台搭建 |
| 2.4.3 实验对比和验证 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 混合器件的EMI噪声抑制策略研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于混合器件的Boost变换器高频模型设计 |
| 3.2.1 Si IGBT高频仿真模型 |
| 3.2.2 SiC MOSFET高频仿真模型 |
| 3.2.3 SiC SBD高频仿真模型 |
| 3.2.4 LISN高频仿真模型 |
| 3.2.5 高频模型仿真验证 |
| 3.3 混合器件的传导EMI特性分析 |
| 3.3.1 传导EMI噪声传播路径研究 |
| 3.3.2 混合器件开关频谱研究 |
| 3.3.3 驱动模式和驱动电阻对EMI噪声的影响 |
| 3.4 EMI噪声抑制策略研究 |
| 3.4.1 变开关模式策略 |
| 3.4.2 变开关频率策略 |
| 3.4.3 EMI噪声抑制策略 |
| 3.5 EMI噪声抑制策略实验验证 |
| 3.5.1 最优控制参数获取 |
| 3.5.2 单相逆变器的传导EMI抑制实验 |
| 3.5.3 三相逆变器的传导EMI抑制实验 |
| 3.5.4 辐射EMI抑制实验 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 混合器件的冗余容错控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混合器件故障后的容错拓扑分析 |
| 4.2.1 开路故障后的容错拓扑分析 |
| 4.2.2 短路故障后的容错拓扑分析 |
| 4.3 冗余容错控制策略设计 |
| 4.3.1 故障检测方法 |
| 4.3.2 冗余容错控制策略原理 |
| 4.3.3 故障后实施方案及步骤 |
| 4.4 实验测试及验证 |
| 4.4.1 故障后混合器件温升研究 |
| 4.4.2 故障检测及冗余容错控制策略验证 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于混合器件的模块化逆变系统应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于混合器件的模块化逆变系统特性分析 |
| 5.2.1 拓扑结构分析 |
| 5.2.2 并联运行特性分析 |
| 5.3 并联控制策略原理 |
| 5.3.1 VSG控制策略基本原理 |
| 5.3.2 虚拟阻抗环节 |
| 5.3.3 引入虚拟阻抗的VSG控制策略设计 |
| 5.4 故障前后能量管理策略 |
| 5.5 模块化逆变系统总控制框图 |
| 5.5.1 电路拓扑和控制模块 |
| 5.5.2 优化模块 |
| 5.6 模块化逆变系统实验验证 |
| 5.6.1 计算成本研究 |
| 5.6.2 损耗优化及EMI噪声抑制验证 |
| 5.6.3 故障前后逆变单元性能验证 |
| 5.6.4 故障前并联运行实验验证 |
| 5.6.5 故障后并联运行实验验证 |
| 5.7 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读博士期间的主要成果 |
| 致谢 |
（7）电流源型双有源桥式直流变换器调制与控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| §1.1 课题背景与研究意义 |
| §1.2 新能源汽车中直流变换器的应用和发展 |
| §1.2.1. 非隔离型直流变换器拓扑 |
| §1.2.2. 隔离型直流变换器拓扑 |
| §1.2.3. 开关器件 |
| §1.3 本课题研究内容和论文结构 |
| §1.3.1. 课题研究内容 |
| §1.3.2. 论文结构 |
| 第2章 电流源型双有源桥式直流变换器的调制策略 |
| §2.1 引言 |
| §2.2. 电流源型双有源全桥直流变换器拓扑结构 |
| §2.3. 电压尖峰产生机理及解决方案 |
| §2.4. 功率变换器中变压器漏感电流换流策略 |
| §2.4.1. 变压器漏电感电流换向策略 |
| §2.4.2. 工作模态 |
| §2.4.3. 不同变压器漏电感电流换流策略的综合比较 |
| §2.5. 控制方法 |
| §2.6. 仿真验证 |
| §2.7. 实验验证硬件设计 |
| §2.7.1. 功率开关管器件选型 |
| §2.7.2. 驱动电路设计 |
| §2.7.3. 采样电路设计 |
| §2.7.4. 其他器件选型和设计 |
| §2.7.5. 实验平台和原理样机 |
| §2.8. 实验验证 |
| §2.9. 本章小结 |
| 第3章 电流源型双有源桥式直流变换器的闭环控制设计与电感参数补偿 |
| §3.1. 引言 |
| §3.2. 高功率等级隔离变换器的实现 |
| §3.2.1. 模块化多电平模块变换器 |
| §3.2.2. 串并联模块变换器 |
| §3.2.3. 宽禁带开关器件 |
| §3.3. 电流源型IPOS功率变换系统结构 |
| §3.4. 单台电流源型双有源桥式变换器工作模态 |
| §3.5. 小信号建模与控制器设计 |
| §3.5.1. 存在环流时的小信号建模 |
| §3.5.2. 环流被抑制时的小信号建模 |
| §3.5.3. 小信号建模参数 |
| §3.5.4. 双PI闭环控制器 |
| §3.5.5. 电流内环设计过程 |
| §3.5.6. 电压外环设计过程 |
| §3.5.7. 双PI闭环控制器系统波特图 |
| §3.5.8. 双PI闭环控制器系统零极点图 |
| §3.6. 电流源型全桥侧开关器件的占空比预测控制 |
| §3.7. 电流源型IPOS功率变换系统参数补偿 |
| §3.7.1. 变压器漏电感差异化的参数补偿 |
| §3.7.2. 变压器漏电感不确定性的参数补偿 |
| §3.7.3. 输入电感不确定性的参数补偿 |
| §3.8. 控制方法 |
| §3.9. 仿真分析 |
| §3.10. 实验验证 |
| §3.11. 本章小结 |
| 第4章 包含电流源型全桥单元的三端口隔离型直流变换器 |
| §4.1. 引言 |
| §4.2. 多电压等级直流电源间功率转换的实现 |
| §4.2.1. 基于直流母线的多端口电气系统 |
| §4.2.2. 多端口直流变换器 |
| §4.3. 包含电流源型全桥单元的三端口隔离型直流变换器 |
| §4.3.1. 拓扑结构 |
| §4.3.2. 制动能量回收模式下工作模态 |
| §4.4. 基于磁耦合式多端口直流变换器的变压器漏电感问题 |
| §4.4.1. 基于磁耦合式多端口直流变换器的变压器漏电感问题的解决方法 |
| §4.4.2. 漏感电流换向策略综合比较 |
| §4.5. 控制方法 |
| §4.6. 仿真分析 |
| §4.7. 实验验证 |
| §4.7.1. 硬件设计 |
| §4.7.2. 实验验证 |
| §4.8. 本章小结 |
| 第5章 电流源型双有源桥式直流变换器在脉动直流母线中的应用 |
| §5.1. 引言 |
| §5.2. 直流母线无电解电容的实现方式 |
| §5.2.1. 添加辅助电路方案 |
| §5.2.2. 脉动直流母线方案 |
| §5.3. 电流源型隔离直流变换器在脉动直流母线场合 |
| §5.3.1. 基于脉动直流母线的IPOS CF-DAB DC/AC变换器 |
| §5.3.2. 拓扑结构 |
| §5.3.3. 脉动直流母线场合中的变压器漏电感电流换流策略 |
| §5.4. 脉动直流/交流(Pulsating-DC/AC)三相逆变器工作方式 |
| §5.5. 控制策略 |
| §5.5.1. 基于脉动直流母线的DC/AC功率转换系统控制框图 |
| §5.5.2. 前级直流/脉动直流(DC/Pulsating-DC)变换器控制方案 |
| §5.5.3. 级联脉动直流/交流(Pulsating-DC/AC)三相逆变器控制方案 |
| §5.6. 仿真分析 |
| §5.7. 硬件设计 |
| §5.7.1. 硬件参数设计 |
| §5.7.2. 硬件设计 |
| §5.8. 实验验证 |
| §5.9. 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| §6.1. 全文总结 |
| §6.2. 课题展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（8）电动汽车电机驱动控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 电动汽车驱动电机 |
| 1.3 电机驱动控制系统国内外研究现状 |
| 1.3.1 无位置传感器技术 |
| 1.3.2 转矩脉动抑制 |
| 1.3.3 智能控制技术 |
| 1.4 电动汽车电机驱动控制系统的发展趋势 |
| 1.5 论文主要内容 |
| 第二章 电动汽车电机驱动控制系统总体设计 |
| 2.1 电机驱动控制系统的组成 |
| 2.2 电机驱动控制系统总体设计 |
| 2.3 永磁无刷直流电机 |
| 2.3.1 永磁无刷直流电机的基本结构 |
| 2.3.2 无刷直流电机的基本工作原理 |
| 2.3.3 永磁无刷直流电机的数学模型 |
| 2.3.4 永磁无刷直流电机的特性分析 |
| 2.4 基于模糊自适应PI算法的系统仿真 |
| 2.4.1 PID控制策略 |
| 2.4.2 模糊PI控制策略 |
| 2.4.3 无刷直流电机整体控制方案 |
| 2.4.4 永磁无刷直流电机控制系统仿真模型的建立 |
| 2.4.5 系统仿真实验与结果分析 |
| 第三章 电机驱动控制系统硬件电路设计 |
| 3.1 电机参数及其驱动控制系统硬件整体结构 |
| 3.2 逆变器及其驱动电路设计 |
| 3.2.1 IGBT选型与三相逆变电路 |
| 3.2.2 光耦隔离及IGBT驱动电路设计 |
| 3.3 基于STM32的控制电路设计 |
| 3.3.1 STM32F051R8T6 芯片 |
| 3.3.2 STM32F051R8T6 最小系统设计 |
| 3.4 检测电路设计 |
| 3.4.1 电流检测电路设计 |
| 3.4.2 转子位置及转速检测电路设计 |
| 第四章 电机驱动控制系统软件设计 |
| 4.1 控制系统软件整体框架 |
| 4.2 软件主程序 |
| 4.3 转子位置检测、电机换相与转速计算程序 |
| 4.3.1 转子位置检测程序 |
| 4.3.2 电机换相程序 |
| 4.3.3 转速计算程序 |
| 4.4 电流环PI控制程序 |
| 4.5 速度环模糊PI控制程序 |
| 4.6 启动、停机与保护程序 |
| 第五章 仿真结果与分析 |
| 5.1 硬件在线调试 |
| 5.2 仿真测试与分析 |
| 5.2.1 无刷直流电机转速测试与分析 |
| 5.2.2 电机总电流与电压测试 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（9）面向中低压配电网的柔性多状态开关拓扑选型研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 配电网柔性多状态开关研究现状 |
| 1.3 柔性多状态开关拓扑研究现状 |
| 1.3.1 交-交类型拓扑 |
| 1.3.2 交-直-交类型拓扑 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第2章 柔性多状态开关基本原理及控制策略 |
| 2.1 FMS基本原理 |
| 2.2 MMC拓扑结构 |
| 2.2.1 MMC拓扑基本结构分析 |
| 2.2.2 半桥子模块工作原理 |
| 2.3 MMC拓扑数学模型 |
| 2.4 MMC拓扑控制策略 |
| 2.4.1 电流内环控制 |
| 2.4.2 功率外环控制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 中低压配电网下柔性多状态开关单端拓扑选型分析 |
| 3.1 拓扑选型评估指标 |
| 3.2 核心元件层面指标 |
| 3.2.1 功率模块关键容量参数 |
| 3.2.2 功率模块及关键无源器件数量 |
| 3.2.3 关键无源器件参数 |
| 3.3 功能评估层面指标 |
| 3.3.1 功率损耗 |
| 3.3.2 传输效率 |
| 3.3.3 运行范围 |
| 3.4 工程应用层面指标 |
| 3.5 定性指标评估 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 拓扑辅助选型软件设计 |
| 4.1 辅助选型软件设计理念和系统框架 |
| 4.2 系统设计 |
| 4.2.1 系统功能模块 |
| 4.2.2 系统搭建 |
| 4.3 算例分析 |
| 4.3.1 算例1:Us=380V,SN=400kVA,cosφ=1 时各单端拓扑指标 |
| 4.3.2 算例2:Us=10kV,SN=8MVA,cosφ=1 时各单端拓扑指标 |
| 4.3.3 算例3:Us=35kV,SN=20MVA,cosφ=1 时各单端拓扑指标 |
| 4.3.4 算例分析小结 |
| 4.4 仿真示例 |
| 4.4.1 单端运行 |
| 4.4.2 多端运行 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 中压配电网下柔性多状态开关多端拓扑选型分析 |
| 5.1 拓扑结构及原理 |
| 5.1.1 9A-MMC拓扑 |
| 5.1.2 B-MMC拓扑 |
| 5.2 核心元件分析 |
| 5.3 损耗分析 |
| 5.4 运行范围分析 |
| 5.5 拓扑指标对比分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的科研成果 |
（10）电动汽车变流器功率器件的疲劳寿命及热应力复现研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多芯片紧凑型封装模块热阻抗网络 |
| 1.2.2 实际工况下功率模块寿命预测分析 |
| 1.2.3 功率半导体器件的可靠性改善方法 |
| 1.2.4 运行工况下功率半导体应力测试方法 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第二章 多芯片封装特性下功率模块耦合热模型 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 基于瞬态热阻抗响应的等效热网络 |
| 2.3 IGBT功率模块的有限元仿真模型 |
| 2.4 不同尺寸芯片的热阻差异性判定 |
| 2.5 多芯片模块的自热和交叉耦合热效应建模 |
| 2.5.1 紧凑型耦合热阻抗矩阵的构建 |
| 2.5.2 耦合热阻抗矩阵参数提取 |
| 2.6 多芯片耦合热网络的线性化验证 |
| 2.7 耦合热网络参数影响因素探究 |
| 2.7.1 环境温度对热阻网络的影响研究 |
| 2.7.2 散热条件对热阻网络的影响研究 |
| 2.7.3 功率损耗对热阻网络的影响研究 |
| 2.7.4 影响因素仿真结果分析与讨论 |
| 2.8 耦合热网络模型验证 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 基于耦合热网络的行驶工况下IGBT寿命预测 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 行驶工况下寿命预测方法 |
| 3.3 驱动系统模型 |
| 3.4 温度依赖性功率损耗模型 |
| 3.4.1 导通损耗等效模型 |
| 3.4.2 开关损耗等效模型 |
| 3.5 行驶工况下IGBT结温仿真估计 |
| 3.6 行驶工况下IGBT寿命预测分析 |
| 3.7 关联因素对IGBT寿命的影响 |
| 3.7.1 环境温度对IGBT寿命的影响 |
| 3.7.2 工况类型对IGBT寿命的影响 |
| 3.7.3 疲劳累积对IGBT寿命的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于驱动电压调节的IGBT寿命改善策略探究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 IGBT工作特性分析 |
| 4.2.1 IGBT静态特性分析 |
| 4.2.2 IGBT暂态特性分析 |
| 4.3 IGBT暂态损耗分析与简化计算模型 |
| 4.3.1 开通过程能耗分析与简化计算模型 |
| 4.3.2 关断过程能耗分析与简化计算模型 |
| 4.4 不同驱动电压下的开关暂态测试 |
| 4.5 功率模块的结温跟踪管控策略 |
| 4.6 实际运行下温控策略的实验验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 运行工况下功率器件热应力复现平台设计 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 测试平台功率主电路设计 |
| 5.2.1 直流母线电容设计 |
| 5.2.2 交流电感设计 |
| 5.2.3 驱动器设计 |
| 5.3 应力测试电路数学建模分析 |
| 5.4 控制系统的硬件电路设计 |
| 5.4.1 电流采样电路设计 |
| 5.4.2 采样电路电源设计 |
| 5.5 控制系统的软件设计实现 |
| 5.6 热应力测试平台搭建及工况复现 |
| 5.6.1 实验测试平台调试 |
| 5.6.2 运行工况UDDS下的器件热应力复现 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1 论文工作总结 |
| 2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、电力电子器件在电动汽车上的应用与选择准则（论文参考文献）
- [1]电力电子器件IGBT在新能源汽车中的选用与保护[J]. 王东旭,赵雅芸,马继晶. 电子测试, 2022(01)
- [2]高鲁棒性碳化硅MOSFET的设计、研制和评估[D]. 徐弘毅. 浙江大学, 2021
- [3]碳化硅功率模块高速开关及近场电磁特性研究[D]. 张茂盛. 浙江大学, 2021
- [4]碳化硅MPS二极管的设计、工艺与建模研究[D]. 吴九鹏. 浙江大学, 2021(09)
- [5]电动汽车充放电系统及其控制策略研究[D]. 骆娇. 湖南工业大学, 2021(02)
- [6]Si IGBT/SiC MOSFET混合器件的开关控制策略及其应用研究[D]. 彭子舜. 湖南大学, 2020(02)
- [7]电流源型双有源桥式直流变换器调制与控制方法研究[D]. 张玥. 东南大学, 2020
- [8]电动汽车电机驱动控制系统研究[D]. 王自立. 广西大学, 2020(02)
- [9]面向中低压配电网的柔性多状态开关拓扑选型研究[D]. 陈志业. 浙江大学, 2020
- [10]电动汽车变流器功率器件的疲劳寿命及热应力复现研究[D]. 桑亚雷. 华南理工大学, 2019(02)