三电平igbt模块的测试方法、切换电路及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种三电平IGBT模块的测试方法、切换电路及装置。
【背景技术】
[0002]三电平拓扑是中压三电平变流器的重要组成部分，三电平IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块中IGBT的开通关断性能对变流器有重要的影响。伴随着IGBT模块开通关断性能的提升，仍会出现一些不利影响，例如开通关断会出现斜率较大的开通电流和关断电流，若此电流加载到直流母排杂散电感和各连接排杂散电感上，将会感生较大的过电压，过电压与母线电压叠加并作用到IGBT及IGBT的反并联二级管上，进而造成IGBT和二极管过压损坏，因此，测试三电平拓扑的各个连接排和正负母排的杂散电感具有重要的意义。
[0003]然而，现有技术仅有关于正负母排杂散电感的测试，尚无各个连接排的测试，此夕卜，掌握换流回路杂散电感的数值，可推断出IGBT在各种工况的过压情况，同时，分析二极管的反向恢复特性在换流过程中起着举足轻重的作用，这些都可为产品初期设计提供重要的数据基础和技术支撑。
【发明内容】
[0004]本发明实施例的目的在于，提供一种三电平IGBT模块的测试方法、切换电路及装置，能够方便、准确地测试出三电平IGBT模块各个连接排的杂散电感，从而便于根据测试情况推断三电平IGBT模块在各种工况下的过压水平。
[0005]为实现上述发明目的，本发明的实施例提供了一种三电平IGBT模块的测试方法，所述三电平IGBT模块包括第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT，第一直流支撑电容、第二直流支撑电容、第一钳位二极管、第二钳位二极管，其中，第一 IGBT和正母排端之间的连接排为第一连接排，第一钳位二极管和第一 IGBT之间的连接排为第二连接排，第二钳位二极管和第四IGBT之间的连接排为第三连接排，第四IGBT和负母排端之间的连接排为第四连接排，第一钳位二极管和母排中点端之间的连接排为第五连接排，所述测试方法包括:
[0006]将续流电抗器连接于交流输出端和负母排端之间，进行如下处理:
[0007]控制第一 IGBT和第四IGBT持续关断，第三IGBT持续开通，第二 IGBT工作在脉冲信号下，所述脉冲信号至少包括用于驱动IGBT开通的开通电平信号和用于驱动IGBT关断的关断电平信号；
[0008]当第二 IGBT开通时，对由第一钳位二极管、第二 IGBT、续流电抗器和第二直流支撑电容组成的第一换流回路进行电压及电流检测，计算得到第五连接排和第二连接排的杂散电感之和，以及第五连接排和第四连接排的杂散电感之和；
[0009]将续流电抗器连接于交流输出端和正母排端之间，进行如下处理:
[0010]控制第一 IGBT和第四IGBT持续关断，第二 IGBT持续开通，第三IGBT工作在所述脉冲信号下；
[0011]当第三IGBT开通时，对由第一直流支撑电容、续流电抗器、第三IGBT和第二钳位二极管组成的第二换流回路进行电压及电流检测，计算得到第五连接排和第三连接排的杂散电感之和，以及第五连接排和第一连接排的杂散电感之和；
[0012]将续流电抗器连接于交流输出端和母排中点端之间，进行如下处理:
[0013]控制第三IGBT和第四IGBT持续关断，第二 IGBT持续开通，第一 IGBT工作在所述脉冲信号下；
[0014]当第一 IGBT开通时，对由第一直流支撑电容、第一 IGBT、第二 IGBT和续流电抗器组成的第三换流回路进行电压及电流检测，计算得到第五连接排的杂散电感；
[0015]根据所述第五连接排和第二连接排的杂散电感之和、第五连接排和第四连接排的杂散电感之和、第五连接排和第三连接排的杂散电感之和、第五连接排和第一连接排的杂散电感之和以及第五连接排的杂散电感，计算得到各个连接排的杂散电感。
[0016]本发明的实施例还提供了一种三电平IGBT模块的测试切换电路，所述三电平IGBT模块包括第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT，第一直流支撑电容、第二直流支撑电容、第一钳位二极管、第二钳位二极管，其中，第一 IGBT和正母排端之间的连接排为第一连接排，第一钳位二极管和第一 IGBT之间的连接排为第二连接排，第二钳位二极管和第四IGBT之间的连接排为第三连接排，第四IGBT和负母排端之间的连接排为第四连接排，第一钳位二极管和母排中点端之间的连接排为第五连接排，所述测试切换电路包括:切换开关和续流电抗器，其中，
[0017]所述切换开关具有一个固定端和三个切换端，所述固定端通过所述续流电抗器连接于所述交流输出端，所述三个切换端分别位于负母排端、正母排端和母排中点端。
[0018]本发明的实施例还提供了一种三电平IGBT模块的测试装置，所述测试装置包括:如前述实施例所述的三电平IGBT模块的测试切换电路，以及开关控制器、第一控制模块、第一检测及计算模块、第二控制模块、第二检测及计算模块、第三控制模块、第三检测及计算模块和计算模块，其中，
[0019]所述开关控制器，与所述切换开关相连接，用于控制所述切换开关的所述固定端与三个切换端之间切换连接；
[0020]所述第一控制模块，用于在续流电抗器连接于交流输出端和负母排端之间时，进行如下处理:
[0021]控制第一 IGBT和第四IGBT持续关断，第三IGBT持续开通，第二 IGBT工作在脉冲信号下，所述脉冲信号至少包括用于驱动IGBT开通的开通电平信号和用于驱动IGBT关断的关断电平信号；
[0022]所述第一检测及计算模块，用于当第二 IGBT开通时，对由第一钳位二极管、第二IGBT、续流电抗器和第二直流支撑电容组成的第一换流回路进行电压及电流检测，计算得到第五连接排和第二连接排的杂散电感之和，以及第五连接排和第四连接排的杂散电感之和；
[0023]所述第二控制模块，用于在续流电抗器连接于交流输出端和正母排端之间时，进行如下处理:
[0024]控制第一 IGBT和第四IGBT持续关断，第二 IGBT持续开通，第三IGBT工作在所述脉冲信号下；
[0025]所述第二检测及计算模块，用于当第三IGBT开通时，对由第一直流支撑电容、续流电抗器、第三IGBT和第二钳位二极管组成的第二换流回路进行电压及电流检测，计算得到第五连接排和第三连接排的杂散电感之和，以及第五连接排和第一连接排的杂散电感之和；
[0026]所述第三控制模块，用于在续流电抗器连接于交流输出端和母排中点端之间时，进行如下处理:
[0027]控制第三IGBT和第四IGBT持续关断，第二 IGBT持续开通，第一 IGBT工作在所述脉冲信号下；
[0028]所述第三检测及计算模块，用于当第一 IGBT开通时，对由第一直流支撑电容、第一 IGBT、第二 IGBT和续流电抗器组成的第三换流回路进行电压及电流检测，计算得到第五连接排的杂散电感；
[0029]所述计算模块，用于根据所述第五连接排和第二连接排的杂散电感之和、第五连接排和第四连接排的杂散电感之和、第五连接排和第三连接排的杂散电感之和、第五连接排和第一连接排的杂散电感之和以及第五连接排的杂散电感，计算得到各个连接排的杂散电感。
[0030]本发明实施例提供的三电平IGBT模块的测试方法、切换电路及装置，将续流电抗器分别连接于交流输出端和负母排端之间、交流输出端和正母排端之间以及交流输出端和母排中点端之间，从而构成不同的换流回路，对相应的IGBT施加脉冲信号，在IGBT开通时，检测换流回路中器件的电压及换流回路的电流，根据电抗器的电压电流关系式计算得出各个连接排的杂散电感，并测试换流回路的杂散电感以及二极管反向恢复电压、电流，从而便于根据测试情况推断三电平IGBT模块在各种工况下的过压水平，为产品设计提供了数据基础和技术支撑，且该测试方法简便、可靠，有利于实际操作。同时，还提高了测试过程的安全性。
【附图说明】
[0031]图1为本发明实施例一的三电平IGBT模块的测试方法中续流电抗器连接于交流输出端和负母排端之间的电路结构示意图；
[0032]图2为本发明实施例一的三电平IGBT模块的测试方法中第一换流回路的实验波形图之一；
[0033]图3为本发明实施例一的三电平IGBT模块的测试方法中第一换流回路的实验波形图之二 ；
[0034]图4为本发明实施例一的三电平IGBT模块的测试方法中第一换流回路的实验波形图之三；
[0035]图5为本发明实施例一的三电平IGBT模块的测试方法中第一换流回路的实验波形图之四；
[0036]图6为本发明实施例一的三电平IGBT模块的测试方法中续流电抗器连接于交流输出端和正母排端之间的电路结