碳化硅（Silicon Carbide,SiC）功率器件具有優(yōu)越的性能,將SiC功率器件應用于電動汽車逆變器內,能夠顯著減少逆變器的重量、體積和成本,提高電動汽車逆變器效率及性能。本文基于SiC MOSFET設計制作了一款高效高功率密度電動汽車逆變器,主要研究內容有SiC逆變器關鍵部件的選型計算、直流母線設計、水冷散熱器設計等三個方面。本文首先明確逆變器功率等級、功率密度、峰值效率等重要性能指標;根據功率等級選取五款符合要求的SiC功率模塊做損耗、結溫升、驅動功率等多個維度的對比分析,確定了本文使用型號為CAS300M12BM2的SiC功率模塊;基于直流母線電容作用的分析,對母線電容的類型、耐壓值、容量等進行選擇和計算;針對SiC MOSFET開關速度高的特性,進行驅動芯片選型和驅動電路設計。分析逆變器應用場合下SiC MOSFET開關振蕩和關斷電壓過沖的產生機理,凸顯了低寄生電感直流母線設計的重要性;通過對不同形式直流母線寄生電感大小的對比,確定本文逆變器直流母線的形式為疊層母排;然后推導外形尺寸與疊層母排寄生電感之間的關系,確定母排的關鍵外形尺寸;進一步利用ANSYS Q3D軟件分... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

SiC材料與Si材料特性對比

同容量SiC器件和Si器件所需散熱器體積對比

SiC功率模塊與Si功率模塊體積對比

【參考文獻】：
期刊論文
[1]寄生參數對SiC MOSFET柵源極電壓影響的研究[J]. 巴騰飛,李艷,梁美.  電工技術學報. 2016(13)
[2]IGBT開關瞬態(tài)的溫度特性與電熱仿真模型[J]. 唐勇,汪波,陳明.  電工技術學報. 2012(12)
[3]電力電子器件IGBT用水冷板式散熱器熱力性能的數值模擬[J]. 包明冬,馬展,崔洪江,李明海.  內燃機車. 2012(05)
[4]基于ANSYS的大功率IGBT模塊傳熱性能分析[J]. 方杰,常桂欽,彭勇殿,李繼魯,唐龍谷.  大功率變流技術. 2012(02)
[5]大功率變流器冷卻技術及其進展[J]. 陳建業(yè),吳文偉.  大功率變流技術. 2010(01)
[6]大容量電力電子裝置中板式水冷散熱器的優(yōu)化設計[J]. 揭貴生,孫馳,汪光森,聶子玲,孟慶云.  機械工程學報. 2010(02)
[7]電動汽車用電機控制器的設計方法[J]. 徐性怡.  汽車與配件. 2010(02)
[8]雙饋型風力發(fā)電變換器主回路雜散電感的影響和抑制[J]. 張亮,張東,蔡旭.  中國電機工程學報. 2009(36)
[9]大功率逆變電源IGBT關斷電壓尖峰抑制研究[J]. 柳彬,吳浩偉,孫朝暉,徐正喜.  艦船科學技術. 2009(12)
[10]Icepak在電子設備熱設計中的應用[J]. 陳潔茹,朱敏波,齊穎.  電子機械工程. 2005(01)

博士論文
[1]中國能源價格、技術進步和碳排放關系研究[D]. 薛俊寧.山東大學 2015

碩士論文
[1]逆變器優(yōu)化設計和同步控制[D]. 張安羊.浙江大學 2013
[2]功率變流器熱損耗分析與冷卻設計[D]. 曹威.北京交通大學 2012
[3]光伏并網逆變器效率優(yōu)化研究[D]. 李敏.浙江大學 2011



本文編號：3525154