基于SiC MOSFET直流固态断路器关断初期电压尖峰抑制方法

作者：李辉; 廖兴林; 肖洪伟; 姚然; 黄樟坚

来源：电工技术学报, 2018, 33(05): 1058-1067.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170061

• 碳化硅金属氧化物场效应晶体管
• 直流固态断路器
• 缓冲电路
• 金属氧化物压敏电阻

针对碳化硅金属氧化物场效应晶体管(SiC MOSFET)直流固态断路器关断速度快、关断初期易产生较大电压尖峰及振荡问题,提出一种抑制方法。首先,建立SiC MOSFET等效电路模型,分析其不同寄生电感对固态断路器关断初期电压波形的影响。其次,利用不同电压等级金属氧化物压敏电阻(MOV)吸收能量不同的思想,提出并联MOV作为缓冲电路来抑制断路器关断初期电压尖峰的方法,在分析其工作原理和抑制效果的基础上,提出了选择缓冲MOV额定电压的依据。最后,搭建了基于SiC MOSFET直流断路器实验平台,对不同寄生电感、不同器件下的开断特性进行了比较,并对所提方法的有效性进行了验证。结果表明,相比Si IGBT固态断路器,SiC MOSFET固态断路器具有更为严重的电压尖峰和振荡问题,且随着寄生电感的增加越来越严重,所提出的方法可有效抑制其电压尖峰并减弱振荡。

• 单位
  输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室; 重庆大学