2连接到母线电容C的两端。除图3所示外，测试电流还设有外充电回 路，用于给母线电容C进行充电，并能在完成充电后与母线电容C断开。
[0021] 由以上电路结构可以看出，该实施例将双脉冲测试电路中的感性负载改为阻感负 载。因此，通过这样的设计，能够使得功率负载单元的负载电流先缓慢增大后缓慢减小，使 其峰值达到被测阀组的额定工作电流值，从而保证在测试时有一个较长的额定工作区域。
[0022] 该实施例采用的测试方法分为两个过程，首先进行串联阀组G2的动态均压测试 和串联阀组Gl的反向恢复特性测试。具体为： 1)先设定数据监测点，包括串联阀组G2上每个IGBT两端的电压和流过阀组的电流，记 录过压尖峰峰值大小与尖峰时间，也包括流过串联阀组Gl的电流和整个阀组的两端电压， 记录电压电流尖峰峰值大小与尖峰时间以及续流二极管反向恢复时间。
[0023] 2)将开关Sl闭合，S2断开，给母线电容C进行充电，充到设定值后认为完成充电， 断开充电回路。
[0024] 3)给串联阀组G2施加持续的固定频率的脉冲驱动信号，通过功率负载R和L对电 容C进行放电，使得功率负载单元的负载电流先缓慢增大后缓慢减小，让功率负载单元的 负载电流的峰值达到G2的额定工作电流值，其中脉冲信号的频率设定要使得在串联阀组 G2下一次开通时，串联阀组Gl的续流过程尚未结束。脉冲信号将持续施加在串联阀组G2 上，直至电容C上储存的电能全部释放。
[0025] 4)用隔离探头测量串联阀组G2上每个IGBT上的压降，用电流钳测量G1、G2上的 电流，将记录的电压和电流放同一坐标系中进行对比分析，如图5所示。其中串联阀组G2 每个IGBT两端的电压动态过程和电流用于分析IGBT的动态均压效果，而串联阀组Gl两端 的电压电流动态过程用于分析续流二极管的反向恢复特性。对比分析时，对比每个IGBT上 的电压电流有什么异同，理论上如果均压效果好的话，其电压电流波形应该一致，但实际上 是存在偏差的，其最大偏差即可用于考核IGBT的动态均压效果。
[0026] 为保证良好的测试效果，保证在测试时有一个较长的额定工作区域，电阻R不易 过大，否则续流会断续，电抗L不易过小，否则续流过程不明显。同时R和L应配合脉冲信 号频率进行选取。一般而言，C、R和L可按以下原则选取： (1)功率负载单元的负载电流达到测试动态均压特性的被测阀组的额定工作电流时， 母线电压压降在测试动态均压特性的被测阀组的额定工作电压的±10%以内。
[0027] (2)功率负载单元的负载电流处于测试动态均压特性的被测阀组的额定工作电流 额定电流±5%范围的脉冲不少于5个。
[0028] 具体来讲，各参数选取可参考： (1)电阻R选取应按照满足公式
：::的原则取最小值，其中仏和Λ分别为 测试动态均压特性的被测阀组的额定工作电压和额定工作电流。
[0029] (2)电抗L选取根据公式
的原则取值，其中T为脉冲信号的周期。
[0030] (3)电容C选取按照满足测试动态均压特性的被测阀组的额定工作电压压降不超 过±10%的最小值来选取。
[0031] 然后进行串联阀组Gl的动态均压测试和串联阀组G2的反向恢复特性测试。具体 过程为： 1)先设定数据监测点，包括串联阀组Gl上每个IGBT两端的电压和流过整个阀组的电 流，记录过压尖峰峰值大小与尖峰时间，也包括流过串联阀组G2的电流和整个阀组的两端 电压，记录电压电流尖峰峰值大小与尖峰时间以及续流二极管反向恢复时间。
[0032] 2)将开关S2闭合，Sl断开，给母线电容C进行充电，充到设定值后认为完成充电， 断开充电回路。
[0033] 3)给串联阀组Gl施加持续的固定频率的脉冲驱动信号，通过功率负载R和L对电 容C进行放电，使得功率负载单元的负载电流先缓慢增大后缓慢减小，让功率负载单元的 负载电流的峰值达到Gl的额定工作电流值，其中脉冲信号的频率设定要使得在串联阀组 Gl下一次开通时，串联阀组G2的续流过程尚未结束。脉冲信号将持续施加在串联阀组Gl 上，直至电容C上储存的电能全部释放。R、C、L的设置均与第一个过程相同。
[0034] 4)用隔离探头测量串联阀组Gl上每个IGBT上的压降，用电流钳测量G1、G2上的 电流，将记录的电压和电流放同一坐标系中进行对比分析，其中串联阀组Gl每个IGBT两端 的电压动态过程和电流用于分析IGBT的动态均压效果，而串联阀组G2两端的电压电流动 态过程用于分析续流二极管的反向恢复特性。对比分析的内容与之前的第一个过程相似， 不再重复。
[0035] 虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不 脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因 此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
【主权项】
1. 一种SiC IGBT串联阀组动态均压特性和反向恢复特性的测试方法，其特征在于，包 括以下步骤： 1) 将被测SiC IGBT串联阀组连接到测试电路中，所述测试电路包括母线电容、电阻、电 抗、开关和外充电回路，所述被测SiC IGBT串联阀组为2组，每组被测SiC IGBT串联阀组 均由多个SiC IGBT直接串联而成，2组被测SiC IGBT串联阀组同向串联构成被测单元，被 测单元与母线电容并联，电阻和电抗串联构成功率负载单元，所述开关为2个，功率负载单 元的一端连接在2组被测SiC IGBT串联阀组之间、另一端分别通过1个开关连接到母线电 容的两端，外充电回路用于给母线电容进行充电并能在完成充电后与母线电容断开； 2) 选择1组被测SiC IGBT串联阀组作为测试动态均压特性的被测阀组，另1组被测 SiC IGBT串联阀组相应作为测试反向恢复特性的被测阀组； 3) 设定数据监测点，包括测试动态均压特性的被测阀组中每个SiC IGBT两端的电压和 过压尖峰峰值大小与尖峰时间以及该被测阀组的电流，以及流过测试反向恢复特性的被测 阀组的电流、该被测阀组两端的电压、电压及电流尖峰峰值大小与尖峰时间和该被测阀组 中续流二极管的反向恢复时间； 4) 闭合与测试反向恢复特性的被测阀组相连的开关，断开与测试动态均压特性的被测 阀组相连的开关，用外充电回路给母线电容进行充电，完成充电后断开外充电回路； 5) 向测试动态均压特性的被测阀组施加持续的固定频率的脉冲信号，通过功率负载单 元对母线电容进行放电，使得功率负载单元的负载电流先缓慢增大后缓慢减小，在母线电 压压降在测试动态均压特性的被测阀组的额定工作电压值的±10%以内时让功率负载单 元的负载电流的峰值达到测试动态均压特性的被测阀组的额定工作电流值，直至母线电容 上储存的电能全部释放，其中脉冲信号的频率设定要使得在测试动态均压特性的被测阀组 下一次开通时测试反向恢复特性的被测阀组的续流过程尚未结束，且在功率负载单元的负 载电流在测试动态均压特性的被测阀组的额定工作电流值±5%范围内时脉冲数不少于5 个； 6) 将监测的数据放入同一坐标系中进行对比分析，完成测试动态均压特性的被测阀组 的动态均压特性分析和测试反向恢复特性的被测阀组的反向恢复特性分析； 7) 将本轮测试动态均压特性的被测阀组作为下一轮测试反向恢复特性的被测阀组， 本轮测试反向恢复特性的被测阀组作为下一轮测试动态均压特性的被测阀组，重复步骤 3) -6)进行下一轮测试，从而完成每组被测阀组的动态均压特性和反向恢复特性的全部分 析，结束本方法。2. 根据权利要求1所述的SiC IGBT串联阀组动态均压特性和反向恢复特性的测试方 法，其特征在于，所述开关为空气开关。3. -种用于SiC IGBT串联阀组动态均压特性和反向恢复特性测试的测试电路，其特 征在于，所述测试电路包括母线电容、电阻、电抗、开关和外充电回路，被测SiC IGBT串联 阀组为2组，每组被测SiC IGBT串联阀组均由多个SiC IGBT直接串联而成，2组被测SiC IGBT串联阀组同向串联构成被测单元，被测单元与母线电容并联，电阻和电抗串联构成功 率负载单元，所述开关为2个，功率负载单元的一端连接在2组被测SiC IGBT串联阀组之 间、另一端分别通过1个开关连接到母线电容的两端，外充电回路用于给母线电容进行充 电并能在完成充电后与母线电容断开。4.根据权利要求所述的用于SiC IGBT串联阀组动态均压特性和反向恢复特性测试的 测试电路，其特征在于，所述开关为空气开关。
【专利摘要】本发明公开了一种SiC？IGBT串联阀组动态均压特性和反向恢复特性的测试方法及测试电路，属于电力电子技术领域。本发明从IGBT直接串联应用中所紧密相关的动态特性出发，采用专用的测试电路，使用定频多脉冲方法获得持续动态过程。本发明的测试方法可同时对两个串联阀组进行测量，分别进行不同的测试内容，连续进行两次，完成一次测试过程，简单而高效。
【IPC分类】G01R31/26
【公开号】CN105044581
【申请号】CN201510144297
【发明人】王志刚, 侯凯, 骆健, 董长城, 李伟邦, 范镇淇, 辛甜
【申请人】国家电网公司, 南京南瑞集团公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年3月30日