電動汽車的發(fā)展對電機(jī)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(guān)頻率與工作溫度上的極限,可降低電機(jī)控制器的體積、重量和成本,提高系統(tǒng)效率,在電動汽車應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢。驅(qū)動電路影響著電機(jī)控制器的性能與可靠性,驅(qū)動技術(shù)研究對SiC MOSFET在電動汽車中的應(yīng)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(yīng)用中的主回路振蕩與驅(qū)動回路振蕩產(chǎn)生機(jī)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(qū)動參數(shù)對SiC MOSFET開關(guān)瞬態(tài)的影響。根據(jù)電動汽車逆變器驅(qū)動電路的要求,設(shè)計(jì)了60kW碳化硅逆變器的驅(qū)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(hù)功能,并針對減小驅(qū)動回路寄生電感,提出了驅(qū)動回路低阻抗路徑的布局方案。制作了驅(qū)動板并搭建了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),通過雙脈沖實(shí)驗(yàn)測試了SiC MOSFET的開關(guān)性能并選擇了最優(yōu)的驅(qū)動電阻與柵極電容。通過過流保護(hù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的過流保護(hù)電路可以正常動作,...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)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(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 SiC MOSFET驅(qū)動電路研究現(xiàn)狀
        1.2.2 主動驅(qū)動技術(shù)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(qū)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(jié)構(gòu)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(guān)動態(tài)特性分析
        2.2.1 SiC MOSFET的開關(guān)過程
        2.2.2 SiC MOSFET的開關(guān)軌跡
    2.3 SiC MOSFET應(yīng)用中面臨的問題
        2.3.1 主回路開關(guān)振蕩
        2.3.2 驅(qū)動回路振蕩與串?dāng)_
    2.4 SiC MOSFET驅(qū)動回路參數(shù)優(yōu)化仿真
        2.4.1 驅(qū)動參數(shù)對SiC MOSFET開關(guān)瞬態(tài)的影響
        2.4.2 CAS300M12BM2 模塊LTSpice仿真電路搭建
        2.4.3 驅(qū)動回路參數(shù)仿真及優(yōu)化
    2.5 本章小結(jié)
第3章 SiC MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
    3.1 電動汽車逆變器驅(qū)動電路設(shè)計(jì)要求
    3.2 驅(qū)動電路硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 供電電源設(shè)計(jì)
        3.2.2 信號傳輸電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì)
        3.2.4 PCB布置與寄生參數(shù)提取
    3.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
        3.3.1 雙脈沖實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 電機(jī)臺架實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 SiC MOSFET主動驅(qū)動技術(shù)研究
    4.1 主動驅(qū)動電路原理
        4.1.1 驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)
        4.1.2 驅(qū)動電阻調(diào)節(jié)
        4.1.3 驅(qū)動電流調(diào)節(jié)
    4.2 主動門極驅(qū)動開關(guān)過程控制
        4.2.1 開關(guān)階段的檢測方法
        4.2.2 新型主動驅(qū)動電路
        4.2.3 仿真分析
    4.3 主動驅(qū)動結(jié)溫控制策略
        4.3.1 結(jié)溫控制意義
        4.3.2 導(dǎo)通損耗及開關(guān)損耗控制
        4.3.3 結(jié)溫平滑控制仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀學(xué)位期間獲得的研究成果
致謝



本文編號：4006267