ANPC三电平拓扑双脉冲试验的原理与实施

有源中性点钳位ANPC三电平拓扑凭借损耗低、谐波小、器件应力均衡的优势已广泛应用于光伏逆变、SVG、储能变流器等各种电力电子设备。结合前文《ANPC拓扑的调制策略特点说明》所述可知该拓扑具备两种完全不同的换流通道分别为短换流通道与长换流通道两类通道的寄生电感、开关应力、损耗特性差异极大。ANPC短换流回路的高频换流路径紧凑寄生杂散电感数值低在大电流、高di/dt工况下器件关断电压尖峰小开关振荡微弱器件瞬态电压应力低可保障重载、额定工况下的高可靠性而长换流模式的杂散电感较大因此产生极高的器件关断电压尖峰与高频振荡器件应力严苛。基于两类换流通道的特性差异必须针对性制定两套独立的双脉冲测试方案分别完成工况考核。一、短换流通道上图所示为ANPC桥臂在输出功率因数为零时一个工频周期内输出电压及电流的波形包含了ANPC工作时间的四种换流方式。1.1 A时段(V0,I0)1.2 D时段(V0,I0)为A时段的互补工况此时电压与电流方向相同ANPC桥臂中点输出电平在-Vdc和0跳变。1.3 B时段(V0,I0)1.4 C时段(V0,I0)为B时段的互补工况此时电压与电流方向相反。1.5 脉冲施加方式A时段电感位置T1T2T3T4T5T6AC-O脉冲通断断断通换流路径T1/T2 — T5 / T2测试对象T1开通及关断 D5反向恢复B时段电感位置T1T2T3T4T5T6AC-DC通通断断脉冲断换流路径D2/T5—D2/D1测试对象T5开通及关断 D1: 反向恢复C时段电感位置T1T2T3T4T5T6AC- DC-断断通通断脉冲换流路径T6/D3 — D4 / D3测试对象T6开通及关断 D4反向恢复D时段电感位置T1T2T3T4T5T6AC-O断断通脉冲断通换流路径T3/T4— T3/D6测试对象T4开通及关断 D6: 反向恢复二、长换流通道2.1 A时段(V0,I0)2.2 B时段(V0,I0)2.3 C时段(V0,I0)2.4 D时段(V0,I0)2.5 脉冲施加方式A时段电感位置T1T2T3T4T5T6AC-O通脉冲断断断通换流路径T1/T2 — T6 / D3测试对象T2开通及关断 D3反向恢复B时段电感位置T1T2T3T4T5T6AC-DC通断脉冲断断通换流路径T3/D6—D2/D1测试对象T3开通及关断 D2/D1: 反向恢复C时段电感位置T1T2T3T4T5T6AC- O断断脉冲通通断换流路径T3/T4 — D2 / T5测试对象T3开通及关断 D2反向恢复D时段电感位置T1T2T3T4T5T6AC-DC-断脉冲断通通断换流路径D5/T2— D4/D3测试对象T2开通及关断 D3/D4: 反向恢复