1200V槽柵IGBT抗動態(tài)雪崩設計的仿真研究的開題報告

1200V槽柵IGBT抗動態(tài)雪崩設計的仿真研究的開題報告一、課題背景現代電力系統(tǒng)中電子器件的應用越來越廣泛，其中晶閘管（Thyristor）和晶體管（MOSFET）是應用最為廣泛的器件，但其在高壓和高功率應用中仍存在著一定的局限性。相比之下，槽柵型絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）因其具有高電壓、高功率、低開關損耗和高溫度穩(wěn)定性等優(yōu)點，已經成為一種十分重要的電力開關器件。然而，IGBT器件在開關過程中，由于電荷注入和撤離的不連續(xù)性，在設備中產生了一個暫態(tài)過程，這個過程容易引起與電荷注入和電荷撤離相對應的電壓過電壓和電流過沖。這種現象被稱為動態(tài)雪崩效應，易引起設備損壞，給電力應用帶來了巨大的風險。因此，研發(fā)抗動態(tài)雪崩效應的IGBT器件成為電力器件領域的一個重要研究課題。二、研究目的本研究旨在設計一種抗動態(tài)雪崩效應的1200V槽柵IGBT器件，并進行仿真分析，探究其在電力開關應用中的可行性和優(yōu)越性。三、研究內容1.對槽柵IGBT器件的結構和工作原理進行分析和研究，特別是對其在開關過程中出現的動態(tài)雪崩效應進行深入探究。2.設計一種抗動態(tài)雪崩效應的IGBT器件，結合已有技術，進行方案的篩選、試驗與改進，實現器件的抗雪崩性能。3.基于電磁場模擬軟件ANSYS，對設計的器件進行電場和熱場仿真分析，驗證其抗雪崩效應的性能。4.進行成果分析和評估，總結目前的研究成果，并提出下一步的研究方向。四、研究意義本研究的成果將推動槽柵IGBT器件的發(fā)展，提升其在電力開關系統(tǒng)中的可靠性和安全性，具有較高的應用價值和社會意義。同時，本研究將為電力器件的研究和開發(fā)提供新的思路和方法，促進電力器件技術向智能化和綠色化方向的轉型。五、研究方法1.文獻綜合分析法。2.數值模擬分析法。六、預期成果完成1200V槽柵IGBT抗動態(tài)雪崩效應的設計與仿真分析，得出相關的數據及結論，并開展論文的撰寫工作，提升本人的科研能力和學術水平。七、工作計劃和進度安排2021年6月-2021年7月：查閱相關文獻，初步了解槽柵IGBT器件的結構和工作原理，進行研究方案的討論與設計。2021年8月-2021年10月：對設計的器件進行技術實驗，收集相關數據并進行初步分析。2021年11月-2022年1月：基于ANSYS軟件對器件進行電場和熱場的仿真分析，優(yōu)化設計參數，確保器件的抗雪崩性能達到預期。2022年2月-2022年3月：對仿真結果進行分析和總結，準備論文。2022年4月-2022年6月：完成論文撰寫并進行答辯。八、參考文獻[1]胡玉琪,羅衛(wèi)平,李春梅,等.槽柵IGBT動態(tài)雪崩效應防護研究進展[J].漳州師范學院學報(自然科學版),2019,37(2):101-105.[2]張俊青,馬志新,孫國鋒.10kV槽柵IGBT防雪崩設計[J].四川電力技術,2015,37(5):118-122.[3]許曉雅,孫慶久.槽柵IGBT雪崩過程中的評估方法[J].電力自動化設備,2018,38(3):165-170.[4]ChengJ,ArghavaniMR,KobayashiY,etal.Simulation-AssistedAnalysisandOp