[发明专利]一种确定H桥模块和级联多电平变换器安全工作区的方法

权利要求书

1.一种确定H桥模块的安全工作区的方法，所述H桥模块包括开关器件、二极管和电容，且将所述电容两端的电压和流过所述电容的电流定义为所述H桥模块的工作点，其特征在于，所述方法包括：

获取所述开关器件、二极管和电容的特征参数；

获取所述开关器件的安全工作边界条件，所述开关器件的安全工作边界条件是所述开关器件的电流和电压与所述开关器件在预设结温时允许的最大电流、最大电压之间的关系；

根据所述开关器件、电容和二极管的特征参数，以及所述开关器件的安全工作边界条件获取所述H桥模块的工作点与所述开关器件在所述预设结温时允许的最大电流、最大电压之间的关系，即所述开关器件的模块安全工作区；

获取所述二极管的模块安全工作区；

根据所述开关器件的模块安全工作区和所述二极管的模块安全工作区的交集获取所述H桥模块的安全工作区。

2.根据权利要求1所述的确定H桥模块的安全工作区的方法，其特征在于，所述开关器件、二极管和电容的特征参数包括：所述电容的电流上升率，所述电容的电压上升率，所述开关器件在其响应所述H桥模块的故障而关断的过程中的电流上升率，所述电容的杂散电感，所述开关器件内部的杂散电感，所述开关器件在短路过程中的电压平均值与所述电容的电压平均值的比值，所述二极管反向恢复所允许的最大工作电流。

3.根据权利要求2所述的确定H桥模块的安全工作区的方法，其特征在于，所述电容的电流上升率当所述H桥模块发生软短路故障时，是：

其中，i_DC是流过所述电容的电流，是所述电容的电流上升率，v_DC是所述电容两端的电压，L_σ是所述开关器件的杂散电感，L_ls是串联于所述H桥桥臂的电感，L_DC为所述电容的杂散电感；

当所述H桥模块发生硬短路故障时，是：

其中，L_SC为所述H桥模块输出端短路电感，n_SC为所述开关器件在短路过程中的电压平均值与所述电容的电压平均值的比值；

所述电容的电压上升率当所述H桥模块发生软短路或硬短路故障时，是：

其中，是所述电容的电压上升率；

所述开关器件在其响应所述H桥模块的软短路或硬短路故障而关断的过程中的电流上升率是：

其中，i_C是所述开关器件的电流，是所述开关器件在关断过程中的电流上升率，t_f是所述开关器件在关断过程中的电流下降时间，t+Δt是所述开关器件关断的时刻。

4.根据权利要求3所述的确定H桥模块的安全工作区的方法，其特征在于，所述开关器件的安全工作边界条件是：

其中，v_CE是所述开关器件的电压，I_lim(T_j)是所述开关器件在结温为T_j时允许的最大电流，U_lim(T_j)是所述开关器件在结温为T_j时允许的最大电压。