一种用于V形钳位多电平变换器的IGBT吸收电路方案

作     者：薛尧 王琛琛 杨晓峰 李凯 郑琼林 Xue Yao;Wang Chenchen;Yang Xiaofeng;Li Kai;Zheng Trillion Q

作者机构：北京交通大学电气工程学院北京100044 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2022年第37卷第14期

页      面：3608-3619页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51737001) 台达电力电子科教发展计划青年项目(DREG2021008)资助 

主　　题：V 形钳位多电平变换器 吸收电路 IGBT 关断过电压 电压尖峰 

摘      要：只有公共直流侧电容的V形钳位多电平变换器(VMC)在中压、大功率电能变换的场合具备良好的应用价值。但当VMC电平数较高时,其换流回路电感不可避免地增大,使IGBT开关器件的关断过电压问题凸显。为此,该文提出一种简单的VMC吸收电路方案。依据VMC的运行原理,将其开关器件区分为主开关器件和辅助开关器件。主开关器件动作并切换电流通路,在每一对互补的主开关器件两端添加吸收电容(构成类似半桥开关能量缓冲单元),以抑制其关断过电压。而主开关器件相对应的辅助开关器件则先开通、后关断,仅提供静态电压支撑的功能,因此无需吸收电路保护。该文以七电平VMC为例,对所提的吸收电路方案进行了分析和研究。实验结果表明,所提的VMC吸收电路方案能够显著抑制开关器件的关断电压尖峰。并且,该方案仅需少量吸收电容与主开关一起构成类似半桥开关能量缓冲单元的形式即可实现所有开关器件的关断过电压保护,其成本低、可靠性高,具有良好的工程实用性。