[發(fā)明專利]用于MMC的IGBT器件可靠性試驗(yàn)裝置、系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110202180.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112946451B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊藝烜;劉杉;龐輝;李學(xué)寶;趙志斌;崔翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/26
• 分類號(hào): G01R31/26
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張琳麗

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于MMC的IGBT器件可靠性試驗(yàn)裝置、系統(tǒng)及方法。該裝置包括：驅(qū)動(dòng)脈沖生成器、兩個(gè)試驗(yàn)電路、兩個(gè)供能電路，每個(gè)試驗(yàn)電路中都有IGBT器件，兩個(gè)電容的電壓絕對(duì)值達(dá)到MMC中IGBT器件的工作電壓后，通過(guò)電感和電容的諧振作用，使IGBT器件的通態(tài)電流符合MMC工況應(yīng)力特點(diǎn)，在IGBT完成一個(gè)試驗(yàn)周期后，電容的極性發(fā)生改變，在IGBT關(guān)斷后，只需給電容補(bǔ)充損耗的電壓即可快速達(dá)到IGBT器件的工作電壓，滿足IGBT進(jìn)行下一試驗(yàn)周期的需求。采用本發(fā)明的試驗(yàn)裝置、系統(tǒng)及方法，能夠?qū)GBT器件進(jìn)行可靠性評(píng)估，避免因IGBT的可靠性不高導(dǎo)致MMC無(wú)法正常工作的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)可靠性試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于MMC的IGBT器件可靠性試驗(yàn)裝置、系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

由于效率高、模塊化及不需要濾波電容等優(yōu)勢(shì)，模塊化多電平換流器(MMC)是中高壓大功率應(yīng)用場(chǎng)景中最具潛力的換流器拓?fù)洹Ｗ鳛镸MC中的核心部件，IGBT等功率半導(dǎo)體器件的可靠性決定了MMC的可靠性。因此，在設(shè)計(jì)MMC時(shí)，需要對(duì)應(yīng)用其中的功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。

現(xiàn)有的器件級(jí)可靠性試驗(yàn)方案一般模擬PWM工況下的應(yīng)力特點(diǎn)或者僅用恒定直流電流模擬結(jié)溫波動(dòng)，大都無(wú)法提供功率半導(dǎo)體器件在MMC工況下的應(yīng)力模式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于MMC的IGBT器件可靠性試驗(yàn)裝置、系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)IGBT器件在MMC工況下持續(xù)工作，進(jìn)而對(duì)IGBT器件進(jìn)行可靠性評(píng)估。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種IGBT器件可靠性試驗(yàn)裝置，包括：

第一試驗(yàn)電路、第一供能電路、第二試驗(yàn)電路、第二供能電路和驅(qū)動(dòng)脈沖生成器；

所述第一試驗(yàn)電路，具體包括：

第一待測(cè)器件、第一電感、第一預(yù)開(kāi)通續(xù)流回路開(kāi)關(guān)、第一續(xù)流二極管、第一續(xù)流二極管開(kāi)關(guān)、第一預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路開(kāi)關(guān)和第一預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路二極管；

所述第一預(yù)開(kāi)通續(xù)流回路開(kāi)關(guān)的集電極與所述第一續(xù)流二極管的陰極連接，所述第一預(yù)開(kāi)通續(xù)流回路開(kāi)關(guān)的發(fā)射極、所述第一電感的一端、所述第一預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路二極管的陰極連接在一起，所述第一續(xù)流二極管的陽(yáng)極和所述第一續(xù)流二極管開(kāi)關(guān)的一端連接，所述第一續(xù)流二極管開(kāi)關(guān)的另一端、所述第一電感的另一端、所述第一待測(cè)器件的集電極連接在一起，所述第一預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路二極管的陽(yáng)極與所述第一預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路開(kāi)關(guān)的發(fā)射極連接，所述第一預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路開(kāi)關(guān)的集電極與所述第一待測(cè)器件的發(fā)射極連接；所述第一待測(cè)器件為IGBT器件；

所述第二試驗(yàn)電路，具體包括：

第二待測(cè)器件、第二電感、第二預(yù)開(kāi)通續(xù)流回路開(kāi)關(guān)、第二續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管開(kāi)關(guān)、第二預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路開(kāi)關(guān)和第二預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路二極管；

所述第二預(yù)開(kāi)通續(xù)流回路開(kāi)關(guān)的集電極與所述第二續(xù)流二極管的陰極連接，所述第二預(yù)開(kāi)通續(xù)流回路開(kāi)關(guān)的發(fā)射極、所述第二電感的一端、所述第二預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路二極管的陰極連接在一起，所述第二續(xù)流二極管的陽(yáng)極和所述第二續(xù)流二極管開(kāi)關(guān)的一端連接，所述第二續(xù)流二極管開(kāi)關(guān)的另一端、所述第二電感的另一端、所述第二待測(cè)器件的集電極連接在一起，所述第二預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路二極管的陽(yáng)極與所述第二預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路開(kāi)關(guān)的發(fā)射極連接，所述第二預(yù)關(guān)斷續(xù)流回路開(kāi)關(guān)的集電極與所述第二待測(cè)器件的發(fā)射極連接；所述第二待測(cè)器件為IGBT器件；

所述第一供能電路，具體包括：

第一正極開(kāi)關(guān)、第一負(fù)極開(kāi)關(guān)和第一電容；