微網快速開關系統驅動電路的研究

鄒云飛, 王慧貞, 牛先智

(南京航空航天大學 自動化學院，江蘇 南京 210016)

微網快速開關系統驅動電路的研究

鄒云飛, 王慧貞, 牛先智

(南京航空航天大學 自動化學院，江蘇 南京 210016)

針對新型微網系統FREEDM(Future Renewable Electric Energy Delivery and Management)中的快速開關系統，提出了一種新型的IGBT驅動控制電路。將IGBT應用于FREEDM的快速開關系統中，根據其在不同故障狀態下的不同關斷特性，利用集電極退飽和原理，研究設計了具有雙故障檢測支路的IGBT驅動控制電路，從而保證IGBT在FREEDM中的可靠關斷。最終通過Saber仿真和實驗驗證了驅動控制電路能夠在各故障狀態下可靠地關斷IGBT。

FREEDM；IGBT；快速開關；集電極退飽；雙檢測支路

0 引 言

由于煤炭、石油等不可再生能源日漸枯竭以及以風能、光伏發電為代表的新能源發電成本的降低，需要一種能夠適應新能源發電的新型電網。美國北卡羅萊納州立大學提出了一種智能微型電網的架構FREEDM(Future Renewable Electric Energy Delivery and Management)[1]。FREEDM中沒有傳統發電機、電磁變壓器等裝置，因此系統慣性小，阻尼小，響應迅速，需要用固態斷路器取代傳統的機械式開關[2]。

目前，許多國外研究機構組織專家對基于電力電子器件的固態斷路器進行開發。ABB公司對IGCT進行大量的研究，研制了兆瓦級的固態斷路器，并成功用于實踐[3]。德國RWTH-Aachen大學針對固態斷路器的不同的拓撲結構進行了大量的仿真研究和實驗驗證[4]。針對不同的功率管，重點研究固態開關的損耗和控制方式[5]。而對于微網系統中的不同的短路電流狀況，應用不同的IGBT的固態斷路器的主電路拓撲結構[6-7]。……