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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：T1/deD3V,C2T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：C4623264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；
2、朝外-红色箭头所示。由于这两种情况是对偶关系，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Vce盂|T110T2101T3DVdcT402*Vdc电流路禅；VdcVdc状态C-1100-状态4-0100:ClD2甘yT：hIC2巧刊21状态4-0100-状态6-0110:VceAC输出T102*VdcT20Vdc：有关断电压尖峰-1T310T40D4续流状态6-0110-状态2-0010:电流路彳包FJD47VdcVdc状态2-0010-状态3-0011:C1T1=07D1T4=024状态3-0011-状态2-0010:.1XOCT2-OT3-OUT4O4向复D
3、反恢状态2-0010-状态6-0110:反向恢婕电流路径土纤色PJT2-DD4J-L；蓝色盂示稳态迫流状态6-0110-状态4-0100:VdcT1=02岀D2D314=口7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 )电流朝夕卜流时：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
4、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。C17dcC2二极管部分: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，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
5、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:TT1=OFFD3ACVdc72=omC2T3=T4=0FFlx1）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，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
6、-T2&D4:1VdcVdcci2E3x_ACT4=EP111）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：11Vdcm1D2XVdcC2D3*八r?TT4ZSD41短路测试的测评，按照短路电流从高电位至
7、低电位的流向，我们把短路测试分为如下三种：i,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0-1:1VdcVdcCLC2T1-0FFD2xD3p-bHxzIt3=OFFKZ_249T4=orr2dCoppar111）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护功能。短路测试T-1:1）在T和AC之间加入短粗的铜排。2）T1管常关，T2管常关，T3管常关，给T4管发单脉冲。3）用示波器观察T4管的退饱和行为和驱动板短路保护功能。
