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文档简介
1、IGBT模块T型三电平拓扑换流过程分析及测试方法IGBT模块T字型-三电平电路拓扑和状态表: T字型-三电平电路拓扑1)拓扑中共有4只IGBT,4只二极管,还有电容组C1和C2;假设正负母线电压均等,都是Vdc。2)将T1,T2,T3,T4的状态用1和0分别表示,1表示开通,0表示关断。 T字型-三电平电路状态表1)状态采用16进制表示;2)稳定模态有3种:C,6,3;3)死区状态有2种:4,2。死区状态的切换用黄色部分表示。状态循环和电流流向: 在该拓扑中,IGBT的所有开关状态的切换是循环的过程。 在该拓扑中,电流的流向分为两种情况:朝内-蓝色箭头所示;朝外-红色箭头所示。由于这两种情况是
2、对偶关系,所以在以下的分析中,我们假定电流流向朝外(红色箭头)。状态C-1100: 状态C-1100-状态4-0100: 状态4-0100-状态6-0110: 状态6-0110-状态2-0010: 状态2-0010-状态3-0011: 状态3-0011-状态2-0010: 状态2-0010-状态6-0110: 状态6-0110-状态4-0100: 状态4-0100-状态C-1100: 小结:经过以上对三电平拓扑中每个切换过程的分析,可以得出如下结论:IGBT部分:1)电流朝外流时:T1(C-4),T2(6-2)在关断时会有电压尖峰。2)电流朝内流时:T3(6-4),T4(3-2)在关断时会有电
3、压尖峰。3)T1T4在关断时产生的电压尖峰,都是基于半个母线电压Vdc。但是由于T1管和T4管的阻断电压高,所以T1管和T4管的关断电压应力风险相对较低;而T2管和T3管是低压管,所以T2管和T3管的关断电压应力相对较大,这点需要特别注意。 二极管部分:1)电流朝外流时:D3,D4有续流。D3(4-C),D4(2-6)反向恢复。2)电流朝内流时:D1,D2有续流。D1(4-6),D2(2-3)反向恢复。3)高阻断电压D1管和D4管在反向恢复时,是基于半个母线电压Vdc,所以产生的峰值功率也相对较小;但是D2管和D3管由于阻断电压较低,在基于半个母线电压Vdc反向恢复时,产生的峰值功率会相对较大
4、,这点需要特别注意。双脉冲测试: 1)经过以上分析,我们知道T字型-三电平拓扑中四只IGBT都会存在关断电压尖峰,四只二极管都存在反向恢复行为。2)为了确保系统中所有器件的安全性,我们需要利用双脉冲测试对各个器件进行评估。双脉冲测试-T3&D1: 1)在“1”和“AC之间加入电感L。2)T1,T2,T4常关。3)给T3管发双脉冲。4)用示波器观测T3管的开关行为,和D1管的反向恢复行为。5)蓝色路径表示IGBT电流。6)绿色路径代表二极管续流电流。双脉冲测试-T1&D3: 1)在“0”和“AC之间加入电感L。2)T3,T4常关,T2常开。3)给T1管发双脉冲。4)用示波器观测T1管的开关行为,
5、和D3管的反向恢复行为。5)蓝色路径表示IGBT电流。6)绿色路径代表二极管续流电流。双脉冲测试-T2&D4: 1)在“AC”和“-1之间加入电感L。2)T1,T3,T4常关。3)给T2管发双脉冲。4)用示波器观测T2管的开关行为,和D4管的反向恢复行为。5)蓝色路径表示IGBT电流。6)绿色路径代表二极管续流电流。双脉冲测试-T4&D2: 1)在“0”和“AC之间加入电感L。2)T1和T2常关,T3常开。3)给T4管发双脉冲。4)用示波器观测T4管的开关行为,和D2管的反向恢复行为。5)蓝色路径表示IGBT电流。6)绿色路径代表二极管续流电流。短路测试: 短路测试的测评,按照短路电流从高电位至低电位的流向,我们把短路测试分为如下三种:1,1-02,0-13,1-1短路测试1-0: 1)在1和AC之间加入“短粗”的铜排。2)T1管常关,T2管常关,T4管常关,给T3管发单脉冲。3)用示波器观察T3管的退饱和行为和驱动板短路保护功能。短路测试0-1: 1)在AC和-1之间加入“短粗”的铜排。2)T1管常关,T3管常关,T4管常关,给T2管发单脉冲。3)用示波器观察T2管的退饱和行为和驱动板短路保
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