T型三电平工作过程.docx
《T型三电平工作过程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《T型三电平工作过程.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
T型三电平工作过程
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。
Vgel
Vge2
Vge3|
pVg門
1
1
0
0
C
0
1
0
0
4
0
1
1
0
6
0
0
1
0
2
0
0
1
1
3
0
0
1
0
2
0
1
1
0
6
0
1
0
0
4
1
1
0
0
C
T字型-三电平电路状态表
1）状态米用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：
■C・4・623264
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:
T1
Vdc
T2
AC
T3
\
K
ci
Vdc
T2
0
AC
T3
Vdc
0
y
八
Cl
Vdc
T2
0
AC
o
0
D3续流
D2
D2
D3
D3r-bH
Xz
2SD4
ZSD1
F
KI
7SD1
2&D4
状态
AC输出
AC输出
AC输出
状态
状态
T402*Vdc
电流路径:
T-T—L
状态C-1100-->状态4-0100
电流路径:
“{TJT2-DM-L
电流路径:
即一T2-D—L
状态4-0100-->状态6-0110
T10Vdc：
有关断电压尖峰
T30D3
续流
T2=llIT3=0
T10Vdc：
有关断电压尖峰
I
IT3=0
T'1=o
T'2=1I
IT3=0
T'4=Q
L
状态
Vce
|能|
T1
0
2*Vdc
T2
0
Vdct
有关断电压尖峰
-1
T3
1
0
T4
0
D4
状态6-0110-->状态2-0010
续流
电流路径:
Vdc
1
y-1
ci
状态2-0010-->状态3-0011
状态
Vce
T1
0
2*Vdc
T2
0
Vdc
T3
1
0
-1
D4续流
AC输出
T41
1
r1
Vdc
C2
电流路径:
D2
\X
T2=n
T1=0
AC
14=1
状态
Vce
AC输出
T1
0
2*Vdc
状态3-0011-->状态2-0010
T2
0
Vdc
■1
T3
0
八
Vdc
0
ci
T2
0
T3
\
X
C2
八
0
Z\D1
T2
0
0
Z
T4
0
八
2SD1
T2
AC
□2
D2
D3
2A
状态
AC输出
状态Vce
AC输出
状态VceAC
输出
状态2-0010-->状态6-0110
状态6-0110-->状态4-0100
电流路径:
PJT2-D3-L
状态4-0100-->状态C-1100:
反向恢奴电流路隆；
织色U1"-T1-D3-D2-"O":
mi色屋示稳念电流
T40D4反向恢复
&向恢复电流路径土
?
1笛0JT2—D斗〜化讥蓝色衷小稳态电流
Vdc
T30D3
反向
恢复
T40廿Vdc
T30D3
续流
T4=0
「1=0
IT3=0
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）在关断时会有电压尖峰。
3）T1~T4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，这点需要特别注意。
双脉冲测试：
D2
◎
T2
T1
D3
T3
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:
Ct
T2=0FF|
T1=OFF
D3
2/J
AC
1）在“1”和“AC"之间加入电感Lo
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Lo
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-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Lo
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:
Vdc
F'
D2
甘
\X
D3
VZ
T1
KT
-AC
T2
T3
Vdc
T4
2&D4kJ
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"-->"0"2，"0"-->"-1"3，"1"-->"-1"
短路测试"1"-->"0"
Capper
在"1"和"AC"之间加入“短粗”的铜排。
T1管常关，T2管常关，T4管常关，给T3管发单脉冲。
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":
Cl
Vdt
Vcfc
D2
D3r-NV
AC
lT3=0FF
TWOFF
T4-OFF
Copier
在"AC"和"-1"之间加入“短粗”的铜排。
T1管常关，T3管常关，T4管常关，给T2管发单脉冲。
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"1"-->"-1"
Copper
1）在"1"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。
升级会员 