关2、调压变压器3、升压变压器4、整流桥5、两个图1所示的功率模块(其中一个为待测试功率模块6，另一个为陪测试功率模块7)、功率模块驱动控制器8、负载电感9、负载电阻10、冷却系统11组成。其中，输入交流电源1、控制开关2、调压变压器3、升压变压器4、整流桥5依次连接，将输入的交流电源转化为直流电给功率模块的母线电容提供直流电压支撑，电压幅值由可调变压器调节。待测试功率模块6和陪测试功率模块7的母线电容正端(DC+)和负端(DC-)彼此短接，和整流桥5输出相连。待测试和陪测试功率模块的输出端则分别引出，连接在负载电感9和负载电阻10串联而成的负载两端。功率模块驱动控制器8按照功能要求输出脉冲驱动待测试和陪测试功率模块的4个IGBT执行相应的开关动作。当试验平台工作时，冷却系统11用于给待测试功率模块和陪测试功率模块散热。
[0026]所述的功率模块驱动控制器8基于正弦脉宽调制原理，待测试功率模块和陪测试模块分别采用直流偏移量、幅值、相位不同而频率相同的两个正弦波作为调制波，波形如图3所示。
[0027]本发明功率模块通流试验平台的工作过程是:见图2，首先闭合控制开关2，根据交流输入电压I的幅值和升压变压器4的变比，将调压变压器3调节至指定位置，使得整流桥5输出试验所需的额定直流电压，将待测试功率模块6和陪测试功率模块7母线电压充电至该电压。按照实际要求，将冷却系统11的进水温度和流量调节至指定值，试验过程中冷却循环水将待测试和陪测试功率模块产生的热量带走，达到降低器件壳温目的。
[0028]采用u = udc+uac*sin (ω t+ α )表示图3所示的正弦调制波，其中Ud。为直流分量幅值；ua。为交流分量幅值；ω为输出频率；α为相位角。对图2的功率模块驱动控制器8进行编程，指定待测试功率模块调制波的ua。JP a 恒定值，通过闭环控制不断调整陪测试功率模块调制波的u&2，Um2和α 2，使得待测试和陪测试功率模块的输出端之间产生电位差，进而在负载电感和负载电阻上产生所需的直流和交流电流。
[0029]如图4所示，功率模块通流试验台所产生的负载电流直流分量由ud(:jP u d(:2的标量差值及负载电阻大小决定，当负载电阻不变时，差值越大，产生的直流分量也越大。所产生的负载电流交流分量的幅值和相位则由IW和u w的差值、a α 2差值、负载电感的感抗共同决定。由于程序采用闭环控制，可以防止各种干扰对负载电流的幅值及相位产生影响，能够提供稳定的负载电流输出。
[0030]当待测试功率模块按照预设的负载电流稳定运行所需时间后，即可停止试验，试验平台掉电后可更换新的待测试功率模块继续进行试验。
【主权项】
1.一种负载电流含直流分量的功率模块通流试验平台，所述的试验平台包括输入交流电源、控制开关、调压变压器、升压变压器、整流桥，所述的输人交流电源、控制开关、调压变压器、升压变压器、整流桥依次相连接，其特征在于，还包括待测试功率模块，陪测试功率模块、功率模块驱动控制器、负载电感、负载电阻、冷却系统，待测试功率模块和陪测试功率模块的母线电容正端和负端均彼此短接，与整流桥输出端相连接；待测试和陪测试功率模块的输出端分别引出，连接在负载电感和负载电阻串联而成的负载两端；所述的功率模块驱动控制器基于正弦脉宽调制原理，通过调节待测试功率模块和陪测试功率模块调制正弦波的直流偏移量、交流幅值、相位及频率，使得负载电感和负载电阻串联而成的负载两端电压差发生变化，从而产生试验所需的直流电流和交流电流负载；当试验平台工作时，冷却系统用于给待测试和陪测试功率模块散热。2.根据权利要求1所述的一种负载电流含直流分量的功率模块通流试验平台，其特征在于，所述的待测试功率模块和陪测试功率模块为柔性直流输电系统的功率子模块，该功率模块包括两个IGBT器件及其反并联续流二极管、母线电容及其放电电阻；其中，两个IGBT器件串联在一起，中间连接端引出为正输出端，母线电容的负极为负输出端。3.根据权利要求1所述一种负载电流含直流分量的功率模块通流试验平台，其特征在于，所述的负载电阻为负载电感的寄生电阻，当不满足要求时，再串联一个大功率电阻。4.根据权利要求1所述一种负载电流含直流分量的功率模块通流试验平台，其特征在于，所述的功率模块驱动控制器，对于待测试功率模块和陪测试功率模块而言，分别采用直流分量、交流分量幅值、相位都不同且可调的正弦调制波，作为产生驱动脉冲的基波。5.根据权利要求1所述一种负载电流含直流分量的功率模块通流试验平台，其特征在于，所述的功率模块驱动控制器，同时具有开环和闭环调节正弦调制波直流分量、交流分量幅值、相位及频率的功能；其中，负载电流直流分量的幅值大小通过调节待测试功率模块和陪测试功率模块正弦调制波的直流分量标量差值实现；负载电流交流分量的幅值和相位通过调节待测试功率模块和陪测试功率模块正弦调制波的交流分量矢量差值实现。
【专利摘要】本发明公开了一种负载电流含直流分量的功率模块通流试验平台，用于对柔性直流输电系统功率子模块进行通流试验。试验平台包括输入交流电源、控制开关、调压变压器、升压变压器、整流桥、待测试功率模块、陪测试功率模块、驱动控制器、负载电感、负载电阻、冷却系统。通过调节待测试和陪测试功率模块调制正弦波的直流偏移量、交流幅值、相位及频率，使得负载电感和负载电阻串联而成的负载两端电压差发生变化，从而产生试验所需的直流电流和交流电流负载。本发明不仅可以产生幅值和相位都可调的交流负载电流，还可以产生幅值可调的直流负载电流，既兼容现有交流试验平台的基本功能，又适应了柔性直流输电系统功率模块的器件工作周期不对称的特殊工况要求。
【IPC分类】G01R31/00, G01R1/28
【公开号】CN105044411
【申请号】CN201510556262
【发明人】余琼, 任成林, 廖其艳, 蔡永梁, 徐大勇, 时伟, 王强, 顾威
【申请人】荣信电力电子股份有限公司, 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月2日