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邵伟华: 作品数：12 被引量：294H指数：8; 供职机构：重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室更多>>; 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：电气工程更多>>

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考虑机侧变流器复杂热载荷特性的寿命评估被引量：7: 2017年; 风电机侧变流器中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块运行时承受着复杂的多时间常数特性热载荷,是风电系统中最为薄弱的环节之一。然而现有研究更多是简单选取工作点数据或者仅考虑稳态工况以及无法考虑外部环境的长期随机变化。因此,本文建立了一种能够综合计及IGBT模块热载荷的复杂时间常数特性影响的寿命评估模型。分析了实际风电场中不同时间常数热载荷的寿命消耗特点,以及风速分布与寿命消耗之间的关系。研究了不同气温等效方法对寿命评估的影响规律,最后通过实验验证了该方法的准确性。结果表明,双馈风机中低频周期热载荷造成的寿命消耗更为严重,占到整体寿命消耗的64.42%。基频周期寿命消耗与风速概率密度具有严重的不对称性,超过60%的IGBT模块寿命主要消耗在低概率密度的高风速区间。气温等效方法对基频周期热载荷影响可以忽略不计,而忽略气温波动将导致低频周期寿命消耗评估结果减小12.26%。; 高兵陈民铀杨帆邵伟华伏进; 关键词：热载荷

SiC MOSFET栅极电容提取实验方法及影响因素研究被引量：2: 2016年; SiC MOSFET与Si MOSFET由于和IGBT具有很好的兼容性发展尤其迅速,但又因缺乏栅极电容CGS和COX参数提取的有效手段,影响了其性能评价、模型仿真以及应用水平的提高。该文在分析Si C MOSFET典型的电阻负载电路基础上,针对其导通过程中栅极电流变化会带来栅极电容CGS和COX计算上的困难,提出增加恒流源电路维持Si C MOSFET导通过程栅极驱动电流恒定,从而只需简单计算便可提取栅极电容CGS和COX参数的实验方法。针对某一型号具体器件进行了参数提取实验,所得到的结果与datasheet的结果较吻合,验证了该方法的有效性;另外,不同负载、环境温度对采用文中方法得到的栅极电容CGS和COX结果影响较小,而不同直流电压对栅极电容CGS结果影响较大,较高直流电压下参数提取的结果较稳定。; 李辉廖兴林曾正邵伟华胡姚刚肖洪伟刘海涛; 关键词：SIC MOSFET 恒流源电路

虚拟同步发电机的模型及储能单元优化配置被引量：115: 2015年; 为了更好地将可再生能源接入配电网,针对并网逆变器的虚拟同步发电机(VSG)控制技术进行了研究。详细分析了VSG的数学模型和控制策略,在不同惯性和阻尼参数条件下,分过阻尼、欠阻尼和临界阻尼3种情况,提出了VSG附加储能单元优化配置的功率、能量和动态响应时间三大指标参数。结果表明:为了模拟同步发电机的惯性和阻尼,VSG需配置一定量的储能单元,其最小功率需求为所需要平抑的可再生能源波动功率的幅值,而其最小能量需求和动态响应时间均为与VSG惯性和阻尼参数相关的简洁表达式。最后,利用一台50kVA的VSG样机,验证了所提模型和控制策略的正确性和有效性。; 曾正邵伟华冉立吕志鹏李蕊; 关键词：可再生能源配电网并网逆变器虚拟同步发电机储能优化配置

SiC、Si、混合功率模块封装对比评估与失效分析被引量：15: 2018年; 随着SiC器件在新能源发电、电动汽车等领域的快速发展,对定制化、高可靠SiC功率模块的需求日益迫切。然而,现有SiC功率模块大多沿用Si模块的封装技术,存在寄生电感大等问题,无法适应SiC器件的高速开关能力,难以充分发挥SiC器件的优越性能。该文梳理了功率模块的材料选型准则,以及封装工艺方法,给出了自主封装功率模块的测试流程。针对全Si、混合、全SiC功率模块,基于相同的封装技术和测试方法,对比研究了3种功率模块的动态性能和温敏特性,为不同应用需求下的器件选型提供参考。针对全SiC半桥功率模块,提出了开关损耗的数学模型,并利用实验结果验证了其有效性。此外,结合功率模块的大量故障案例建立了数学模型,分析封装失效的机理,为下一代SiC功率模块的封装集成研究提供了有益的经验和思路。; 李晓玲曾正陈昊邵伟华胡博容冉立

并网逆变器数字锁相环的数学物理本质分析被引量：21: 2018年; 锁相环是并网逆变器与电网保持同步的关键环节,其高性能稳定运行是可再生能源接入电网的重要保障。从非线性动力学模型的角度揭示锁相环的数学本质,从虚拟同步电机的角度揭示锁相环的物理本质,采用李雅普诺夫能量函数分析锁相环的稳定条件,并分析电网电压不对称、低频谐波和直流偏置对锁相环的影响机理。此外,以一种基于隐式比例积分控制的锁相环结构为例,研究非线性动力学模型在探索新型锁相环结构中的应用。最后,考虑电网电压的频率阶跃、相位跳变、不平衡跳变、低频谐波跳变等扰动,利用实验结果对比研究锁相环的输出特性,为锁相环的研究提供了一条新的思路和方法。; 曾正邵伟华刘清阳马青冉立; 关键词：并网逆变器电网同步

基于栅极驱动回路的SiC MOSFET开关行为调控被引量：22: 2018年; 碳化硅（silicon carbide,SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET）与硅绝缘栅双极型晶体管相比,具有更低的开关损耗,更快的开关速度。但是,其高速开关过程对寄生参数非常敏感,容易激发高频振荡和过冲,给器件和电力电子装置的高效、安全运行带来不利影响。针对栅极驱动回路对器件开关行为的作用机理,基于电感钳位双脉冲测试电路,分析了SiC MOSFET开关过程的电路模型,并利用其数学模型分析了SiC MOSFET开关行为的典型特征,分析了不同栅极电阻、栅源电容、栅极驱动电压对开关行为的调控规律。分析发现,这些调控方法在抑制振荡和过冲的同时,会降低器件的响应速度,增加开关损耗。实验结果验证了模型与分析的正确性和有效性,可为SiC MOSFET的应用研究提供有益的支撑。; 曾正邵伟华陈昊胡博容陈文锁李辉冉立张瑜洁秋琪; 关键词：SIC MOSFET 驱动电压

基于优化对称布局的多芯片SiC模块动态均流被引量：20: 2018年; 由于开关速度非常快,多芯片并联碳化硅（silicon carbide,SiC）功率模块的电压、电流振荡问题比硅（silicon,Si）器件更加突出,对寄生参数的要求也更高。然而,现有的商业化大功率SiC模块采用多芯片并联模式,大多沿用Si器件的封装技术,寄生参数不仅偏大,且存在明显的不对称性,不能充分发挥SiC器件的优越性能,亟需新的封装结构,以改善模块内的电热应力分布。首先,针对直接覆铜板（direct bonded copper,DBC）寄生电感的计算,提出两种简化计算方法,并将计算结果与有限元进行对比,基于这两种方法进行新型DBC布局的辅助设计,针对几种不同的三芯片并联功率模块,对比研究DBC布局对寄生参数分布、电流分布特性的影响,揭示寄生参数对多芯片并联模块电流分布的影响机理。最后,提出一种物理对称的新型功率模块封装结构,以实现各芯片间的电流均衡。对比分析表明,所提出的新型DBC布局能够显著减小回路之间的寄生参数差异,提升了SiC芯片间的电流分布一致性,有利于提升并联芯片额定电流的使用率,改善模块电–热应力的均衡性。; 邵伟华冉立曾正李晓玲胡博容廖兴林李辉; 关键词：SIC MOSFET 寄生电感

SiC器件在光伏逆变器中的应用与挑战被引量：65: 2017年; 高效、高功率密度和高可靠的性能指标一直是新能源变换器的发展目标。SiC器件可以突破传统Si器件的性能极限,是下一代高性能新能源变换器的基础。针对光伏发电系统,梳理了光伏逆变器的技术现状,总结了新能源变换器对效率、功率密度、可靠性和成本的持续技术需求,归纳了SiC器件在光伏逆变器中的技术优势和应用现状。最后,结合实验结果,从开关振荡、串扰、短路耐受能力、驱动、封装、大功率模块、热交互材料等方面,提出了SiC光伏逆变器的若干关键技术挑战,为下一代光伏逆变器的开发提供了若干研究方向。; 曾正邵伟华胡博容陈昊廖兴林陈文锁李辉冉立; 关键词：SIC器件光伏逆变器高功率密度

基于直流电气弹簧的直流配电网电压波动抑制被引量：15: 2016年; 直流配电网直接面向直流供用电设备,便于实现可再生能源的并网集成和直流负荷的高效用电,具有重要的应用前景。在直流配电网中,为了平抑由可再生能源引起的节点电压波动,该文提出直流电气弹簧的概念。利用电力电子变换器调节直流配电网中的可控负荷,使其跟随可再生能源出力的波动性和不确定性,实现对波动功率的就地平衡,避免间歇性潮流在配电线路上的传输,从而有效抑制直流配电网的电压波动。针对一个典型的直流配电网,在建立物理模型和电路模型的基础上,利用数学模型分析了电压波动问题的成因及其影响因素;然后提出了直流电气弹簧的数学模型、参数设计、控制策略和有效边界条件,对直流配电网的电压波动进行平抑;最后,利用PSCAD/EMTDC进行仿真,验证了所提控制方法的正确性和有效性。; 曾正邵伟华冉立孙文涛马丽; 关键词：可再生能源

并联PiN二极管的温度频率特性建模与分析被引量：2: 2018年; 针对风电变流器等应用场景,随着功率等级的不断提升,硅PiN二极管的并联使用问题日益突出。然而,并联硅PiN二极管器件的静态参数具有分散性,并联器件间的线路布局存在不均衡性,这些因素都导致并联器件间的电流分布不均,进而引起器件间的损耗和发热不一致,使并联PiN二极管工作于不同的结温。相应地,结温差异会对二极管的反向恢复过程产生影响,并进一步影响并联器件间的电流和结温分布,甚至危害器件和变流器的安全稳定。该文以硅PiN二极管分立器件为研究对象,计及温度影响,建立正向导通损耗和反向恢复损耗的数学模型,以阐释温度对并联PiN二极管电–热平衡的调节机制。然后,针对大注入电流的运行工况,基于导通损耗与反向恢复损耗对温度所呈现出的相反趋势,结合二极管开关频率和工作结温之间的内在制约机制,提出决定并联二极管结温差异发展趋势的“零温度–频率特性”概念。最后,利用实验展示不同温度、不同电流等级下的温度–频率特性,验证该特性的正确性。通过构建并联二极管开关频率与热稳定极限的关系,可为硅PiN二极管的并联设计和使用提供参考,并为模块封装中的结温在线监测提供方法。; 李晓玲冉立曾正胡博容邵伟华; 关键词：并联温度影响反向恢复

邵伟华

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