电工电能新技术

作者：黄浪尘， 李俊桦， 何东， 兰征， 曾进辉

单位：湖南工业大学电气与信息工程学院， 湖南 株洲 412007

关键词：碳化硅固态断路器； 过电压； 结型场效应管； 缓冲电路； 寄生电感

基金：湖南省自然科学基金项目（2021JJ40172）

本文针对常通型碳化硅(SiC)结型场效应晶体管(JFET)的中压直流固态断路器(SSCB)缓冲电路进行了优化设计。首先，分析中压SiC SSCB主开关器件内部寄生电感、外部印制电路板电感和功率回路电感等因素对开关过程的影响作用，阐述了电阻电容二极管(RCD)型、金属氧化物变阻器(MOV)型、RCD+MOV混合型三类经典缓冲电路应用于SiC SSCB时的工作原理，并对其性能进行了评估。基于对三类经典缓冲电路特点的全面分析，为SiC SSCB设计了一种基于金属氧化物变阻器-电阻-电容MOV-RC结构的新型缓冲电路拓扑，基于该电路的工作原理提供了适配的参数调制方法。最后，搭建了以三个1 200 V/38 A常通型SiC JFET器件串联组成的1.5 kV/38 A SSCB实验样机，验证了本文所提设计方案的有效性。仿真及实验结果表明该缓冲电路不仅有效抑制了SiC SSCB故障隔离期间的过电压，还具有较快的故障清除时间和低成本的优势。

来源：2024年第9期

《电工电能新技术》期刊编辑部

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