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Analysis of Operational Characteristics and equivalent test Method for IGBTs in MMC

CSEE Journal of Power and Energy Systems 2023年第4期9卷 1567-1576页

作者： Yixuan Yang Guangfu Tang Shan Liu Gaoyong Wang Zhiyuan He State Key Laboratory of Aiternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power UniversityBeijing 102206China State Grid Smart Grid Research Institute Co. Ltd.Beijing 102209China.

A design methodology and a feasible equivalent circuit are proposed to test the reliability of insulated gate bipolar transistors(IGBT)in actual modular multilevel converter(MMC)conditions,which is impossible for existing IGBT test platforms due to unexplicit equivalent indexes and low reliability of test platforms.Characteristics of IGBT devices are extracted during MMC operation,and turn-off transient and effective current are highlighted as key indexes for the equivalent test.A feasible equivalent timing diagram and a corresponding test circuit are proposed,as well as the circuit's operation concept.The proposed equivalent test method is verified by a back-to-back experiment with twenty-four submodules,and results indicate the proposed method has good equivalence.Between the proposed circuit waveform and the back-to-back experiment waveform,all indexes have errors of less than 5.9%.Furthermore,the proposed circuit components have losses less than 0.7 times those of the device under test,making them reliable and suitable for long-term operation tests for IGBT devices in MMC.Index Terms-equivalent test,IGBT,MMC,reliability.

关键词： equivalent test IGBT MMC reliability

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