[實用新型]基于關斷過電壓的兩電平疊層母排雜感的測試電路有效

申請號：	201320047296.3	申請日：	2013-01-29
公開（公告）號：	CN203101522U	公開（公告）日：	2013-07-31
發明（設計）人：	張魯華;尹正兵;宋小亮;吳競之;陳國棟;董祖毅	申請（專利權）人：	上海電氣集團股份有限公司
主分類號：	G01R27/26	分類號：	G01R27/26
代理公司：	上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241	代理人：	章蔚強
地址：	200336 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于過電壓電平疊層母排雜感測試電路
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【說明書】：

本實用新型涉及電力電子應用領域，具體涉及一種基于關斷過電壓的兩電平疊層母排雜感的測試電路。

疊層母排的主要作用是連接功率器件和直流支撐電容，是電力電子功率變換系統重要的組成部分。隨著功率變換系統功率等級的提升以及電力電子技術的發展，IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）模塊的功率密度越來越高，開通關斷性能越來越好，這就意味著關斷電流及其斜率越來越大。此時將在疊層母排的雜散電感上感生出電壓，該電壓連同直流母線電壓直接附加在關斷的IGBT兩端，進而有可能超越IGBT的額定電壓而導致器件的損壞。因此確切掌握疊層母排雜散電感的數值，有助于檢驗和改善疊層母排的設計效果，進一步地可以有效推斷不同功率等級下IGBT關斷過電壓的水平，有利于系統保護方案的設計以保證暫態過程中系統安全穩定的運行。

現有的兩電平疊層母排雜感的雙脈沖測試方法，利用第二個脈沖開通時，單只IGBT端電壓的變化值與電流上升率進行測量。該方法要求IGBT端電壓的變化值在一定時間階段內保持穩定，需要外加直流電源、續流電感及脈沖開通時長的協調配合，對實驗條件的要求高。并且所獲得的結果包含回路內所有元器件的雜感——IGBT的雜感及其與續流電感的并聯等效雜感，因為IGBT的等效雜感通常小于30nH，與疊層母排的雜感數值相差在一個數量級以內，因此該方法有較大的誤差并不能反映疊成母排雜感的真實數值。

本實用新型的目的在于提供一種基于關斷過電壓的兩電平疊層母排雜感的測試電路，可以方便、精確地測量出兩電平疊層母排的雜散電感數值。

實現上述目的的技術方案是：

一種基于關斷過電壓的兩電平疊層母排雜感的測試電路，包括疊層母排、第一IGBT、第二IGBT、直流支撐電容、直流電源以及續流電抗器，其中：

所述疊層母排的正端分別連接所述第一IGBT的集電極、所述直流支撐電容的正極以及所述直流電源的正極；

所述疊層母排的負端分別連接所述第二IGBT的發射極、所述直流支撐電容的負極以及所述直流電源的負極；

所述第一IGBT的發射極連接所述第二IGBT的集電極；

所述續流電抗器的一端連接所述第二IGBT的集電極，另一端連接所述第二IGBT的發射極。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的利用關斷過電壓測試兩電平疊層母排雜感，完全排除了電路中IGBT雜散電感和實驗用續流電感引起的誤差，同時降低了對測試電路的要求，可以快捷、精確地測出疊層母排的雜散電感，以驗證疊層母排的設計效果，指導其優化設計，同時幫助準確把握運行過程中IGBT承受的過電壓水平，保證系統的穩定運行。本實用新型對實驗條件要求寬松，便于實際操作，測試結果精度高。

圖1為本實用新型的基于關斷過電壓的兩電平疊層母排雜感的測試電路的電路圖；

圖2為本實用新型的實驗波形圖；

圖3為傳統測試方法第二個脈沖開通過程的實驗波形圖；

圖4為本實用新型的第二個脈沖關斷過程的實驗波形圖。

下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。

請參閱圖1，本實用新型的基于關斷過電壓的兩電平疊層母排雜感的測試電路，包括疊層母排（圖中未示）、第一IGBT?S1、第二IGBT?S2、直流支撐電容C、直流電源DCs以及續流電抗器L，其中：

疊層母排的正端DC+分別連接第一IGBT?S1的集電極、直流支撐電容C的正極以及直流電源DCs的正極；

疊層母排的負端DC?分別連接第二IGBTS2的發射極、直流支撐電容C的負極以及直流電源DCs的負極；

第一IGBT?S1的發射極連接第二IGBT?S2的集電極；

續流電抗器L的一端連接第二IGBT?S2的集電極，另一端連接第二IGBT?S2的發射極。

圖1中，Lσ1、Lσ2為疊層母排的等效雜散電感，Ls1、Ls2為第一IGBT?S1、第二IGBTS2的等效雜散電感，Vce為第一IGBT?S1集電極與第二IGBTS2發射極之間的電壓，Ic、Ic1為流過第一IGBT?S1集電極的電流;AC表示交流輸出。

本實用新型的測試電路的工作原理，如下：