發(fā)布時間：2024-09-28 19:50

　　電動汽車的發(fā)展對電機控制器的小型化、輕量化和高能效提出了更高的要求。以SiC MOSFET為代表的寬禁帶器件超越了傳統(tǒng)硅基功率器件在電壓等級、開關頻率與工作溫度上的極限,可降低電機控制器的體積、重量和成本,提高系統(tǒng)效率,在電動汽車應用中具有明顯優(yōu)勢。驅動電路影響著電機控制器的性能與可靠性,驅動技術研究對SiC MOSFET在電動汽車中的應用有著重要意義。本文分析了SiC MOSFET的器件特性,研究了SiC MOSFET在高頻應用中的主回路振蕩與驅動回路振蕩產(chǎn)生機理。針對CREE 1200V/300A半橋模塊,搭建了包含寄生參數(shù)LTSPICE仿真電路,并通過理論分析和仿真研究了驅動參數(shù)對SiC MOSFET開關瞬態(tài)的影響。根據(jù)電動汽車逆變器驅動電路的要求,設計了60kW碳化硅逆變器的驅動電路,其具有信號隔離、緩沖放大、有源鉗位、柵極鉗位及兩級過流保護功能,并針對減小驅動回路寄生電感,提出了驅動回路低阻抗路徑的布局方案。制作了驅動板并搭建了實驗樣機,通過雙脈沖實驗測試了SiC MOSFET的開關性能并選擇了最優(yōu)的驅動電阻與柵極電容。通過過流保護實驗驗證了本文設計的過流保護電路可以正常動作,...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 SiC MOSFET驅動電路研究現(xiàn)狀
        1.2.2 主動驅動技術研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究工作及章節(jié)安排
第2章 SiC MOSFET特性分析及驅動參數(shù)優(yōu)化
    2.1 SiC MOSFET器件特性分析
        2.1.1 SiC MOSFET的物理結構與工作原理
        2.1.2 SiC MOSFET靜態(tài)特性
        2.1.3 SiC MOSFET動態(tài)特性
    2.2 SiC MOSFET開關動態(tài)特性分析
        2.2.1 SiC MOSFET的開關過程
        2.2.2 SiC MOSFET的開關軌跡
    2.3 SiC MOSFET應用中面臨的問題
        2.3.1 主回路開關振蕩
        2.3.2 驅動回路振蕩與串擾
    2.4 SiC MOSFET驅動回路參數(shù)優(yōu)化仿真
        2.4.1 驅動參數(shù)對SiC MOSFET開關瞬態(tài)的影響
        2.4.2 CAS300M12BM2 模塊LTSpice仿真電路搭建
        2.4.3 驅動回路參數(shù)仿真及優(yōu)化
    2.5 本章小結
第3章 SiC MOSFET驅動電路設計與驗證
    3.1 電動汽車逆變器驅動電路設計要求
    3.2 驅動電路硬件設計
        3.2.1 供電電源設計
        3.2.2 信號傳輸電路設計
        3.2.3 保護電路設計
        3.2.4 PCB布置與寄生參數(shù)提取
    3.3 實驗與結果分析
        3.3.1 雙脈沖實驗
        3.3.2 電機臺架實驗
    3.4 本章小結
第4章 SiC MOSFET主動驅動技術研究
    4.1 主動驅動電路原理
        4.1.1 驅動電壓調節(jié)
        4.1.2 驅動電阻調節(jié)
        4.1.3 驅動電流調節(jié)
    4.2 主動門極驅動開關過程控制
        4.2.1 開關階段的檢測方法
        4.2.2 新型主動驅動電路
        4.2.3 仿真分析
    4.3 主動驅動結溫控制策略
        4.3.1 結溫控制意義
        4.3.2 導通損耗及開關損耗控制
        4.3.3 結溫平滑控制仿真分析
    4.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
附錄A 攻讀學位期間獲得的研究成果
致謝



本文編號：4006267