A sub-circuit SPICE model of a MOSFET for low temperature operation is presented.Two resistors are introduced for the freeze-out effect,and the explicit behavioral models are developed for them.The model can be used i...A sub-circuit SPICE model of a MOSFET for low temperature operation is presented.Two resistors are introduced for the freeze-out effect,and the explicit behavioral models are developed for them.The model can be used in a wide temperature range covering both cryogenic temperature and regular temperatures.展开更多
在柔性直流(high voltage direct current,HVDC)输电领域,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子模块的核心元件,其可靠性至关重要。本文针对MMC子...在柔性直流(high voltage direct current,HVDC)输电领域,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子模块的核心元件,其可靠性至关重要。本文针对MMC子模块短路测试失效问题,运用Ansys Maxwell 3D电场仿真工具和PLECS功率电路仿真软件,对失效模块进行了电流密度和芯片温升仿真分析。结果表明:由于结构设计缺陷,导致了IGBT芯片严重不均流,局部电流密度过大引起的静态闩锁效应是造成短路失效的根本原因。基于此,通过重新设计模块结构,通过对优化后的模块进行电流密度仿真和常温、高温短路测试验证,成功解决短路失效问题。本文揭示了合理电路结构设计对保障IGBT可靠性的关键作用,并为类似应用场景提供了参考,有助于提升IGBT在电力系统应用中的可靠性和稳定性。展开更多
基于传统半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无法阻断直流侧短路故障电流,该故障电流降低了MMC高压直流输电系统(MMC based high voltage direct current,MMC-HVDC)的可...基于传统半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无法阻断直流侧短路故障电流,该故障电流降低了MMC高压直流输电系统(MMC based high voltage direct current,MMC-HVDC)的可靠性。以2个HBSM为基本结构,研究设计一种能够有效阻断直流故障电流的新型旁路型子模块,即二极管钳位型双半桥子模块(diode clamp dual half bridge sub-module,DCDHBSM)。相较于具备直流短路电流阻断能力的其他子模块,所提DCDHBSM所需功率器件较少,运行损耗较低。此外,还设计适用于DCDHBSM的直流故障穿越策略,利用排序算法均衡了故障后的子模块电容电压。MATLAB/Simulink和物理仿真试验结果均证明了装配所提DCDHBSM的MMC在快速阻断直流故障电流及实现故障穿越等方面的有效性。展开更多
针对模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)子模块开路故障特点,提出一种基于无监督学习-最小二乘互信息谱聚类和整体最小二乘支持向量机(total least square support vector machines,TLS-SVM)的故障诊断方法,前者用...针对模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)子模块开路故障特点,提出一种基于无监督学习-最小二乘互信息谱聚类和整体最小二乘支持向量机(total least square support vector machines,TLS-SVM)的故障诊断方法,前者用于故障特征信息提取,后者用于故障分类识别。在MATLAB/Simulink环境下,搭建可进行故障设置的201电平MMC仿真系统。对采集到的换流器正常和故障运行时的三相电流信号通过滤波去噪处理后,进行Hilbert包络分解得到包络均值,使用最小二乘互信息谱聚类对包络均值进行二分类并获得标签集,然后将标签集和数据集作为基于整体最小二乘支持向量机的训练集并获得分类模型,最后对MMC故障进行分类和识别。仿真实验结果表明,该方法能有效识别高电平MMC的开路故障,并能实现智能决策。展开更多
基金Project supported by the Natural Science Foundation of Jiangsu Province,China(NoBK2008287)the Advanced Research of National Natural Science Foundation of Southeast University,China(NoXJ2008312)
文摘A sub-circuit SPICE model of a MOSFET for low temperature operation is presented.Two resistors are introduced for the freeze-out effect,and the explicit behavioral models are developed for them.The model can be used in a wide temperature range covering both cryogenic temperature and regular temperatures.
文摘基于传统半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无法阻断直流侧短路故障电流,该故障电流降低了MMC高压直流输电系统(MMC based high voltage direct current,MMC-HVDC)的可靠性。以2个HBSM为基本结构,研究设计一种能够有效阻断直流故障电流的新型旁路型子模块,即二极管钳位型双半桥子模块(diode clamp dual half bridge sub-module,DCDHBSM)。相较于具备直流短路电流阻断能力的其他子模块,所提DCDHBSM所需功率器件较少,运行损耗较低。此外,还设计适用于DCDHBSM的直流故障穿越策略,利用排序算法均衡了故障后的子模块电容电压。MATLAB/Simulink和物理仿真试验结果均证明了装配所提DCDHBSM的MMC在快速阻断直流故障电流及实现故障穿越等方面的有效性。
文摘针对模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)子模块开路故障特点,提出一种基于无监督学习-最小二乘互信息谱聚类和整体最小二乘支持向量机(total least square support vector machines,TLS-SVM)的故障诊断方法,前者用于故障特征信息提取,后者用于故障分类识别。在MATLAB/Simulink环境下,搭建可进行故障设置的201电平MMC仿真系统。对采集到的换流器正常和故障运行时的三相电流信号通过滤波去噪处理后,进行Hilbert包络分解得到包络均值,使用最小二乘互信息谱聚类对包络均值进行二分类并获得标签集,然后将标签集和数据集作为基于整体最小二乘支持向量机的训练集并获得分类模型,最后对MMC故障进行分类和识别。仿真实验结果表明,该方法能有效识别高电平MMC的开路故障,并能实现智能决策。
