[发明专利]一种MMC工况功率半导体器件测试电路及控制方法

说明书

本发明涉及一种MMC工况功率半导体器件测试电路及控制方法。测试电路中电流模块包括：电压源和多个并联的H桥变换器单元；H桥变换器单元与电压源串联；H桥变换器单元包括：第一二极管、第一电容、H桥变换器及两个桥臂电感；电压源的正极与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与第一电容的一端及H桥变换器的两个桥臂的输入端连接，H桥变换器的两个桥臂的输出端及第一电容的另一端与电压源的负极连接；桥臂中点连接一桥臂电感，两桥臂电感之间串联被测功率半导体器件；电压模块串联在两桥臂电感之间的电流回路；电流控制模块与电流源模块及电压模块连接；电压控制模块与电压模块连接。本发明提高了MMC工况功率半导体器件测试系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术可靠性试验领域，特别是涉及一种MMC工况功率半导体器件测试电路及控制方法。

背景技术

由于具有控制灵活、效率高、不需要滤波器及易于扩展等优势，模块化多电平换流器成为中高压大功率应用场合的关键装备。高压大容量功率半导体器件是构成模块化多电平换流器的核心部件，为确保换流器长期可靠运行，对功率半导体器件在实际工况中的运行特性进行测试具有重要的意义。

然而现有的测试平台基本针对子模块层级，且由于存在平台本身元件电热应力过高的问题，无法长期运行。因此，亟需一种电热应力较低的可靠性较高的长期运行测试平台。

发明内容

本发明的目的是提供一种MMC工况功率半导体器件测试电路及控制方法，提高MMC工况功率半导体器件测试系统的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种MMC工况功率半导体器件测试电路，包括：电流源模块、电流控制模块、电压模块、电压控制模块以及被测功率半导体器件；

所述电流模块包括：多个并联的H桥变换器单元和电压源；每个所述H桥变换器单元均与所述电压源串联；每个所述H桥变换器单元包括：第一二极管、第一电容、H桥变换器以及两个桥臂电感；

所述电压源的正极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极分别与所述第一电容的一端以及所述H桥变换器的两个桥臂的输入端连接，所述H桥变换器的两个桥臂的输出端以及所述第一电容的另一端均与所述电压源的负极连接；每个所述桥臂中点均连接一所述桥臂电感，两所述桥臂电感之间串联所述被测功率半导体器件；

所述电压模块串联在两所述桥臂电感之间的电流回路；

所述电流控制模块分别与所述电流源模块以及所述电压模块连接；所述电流控制模块用于将所述电压模块充电至预定电压；所述电流控制模块还用于根据所述被测功率半导体器件的实况电流控制所述电流源模块的电流；

所述电压控制模块与所述电压模块连接。

可选的，所述电流控制模块包括：PI控制器和滞环比较器；

所述PI控制器用于确定所述电压模块到达预定电压所需的电流；

所述滞环比较器用于根据所述电流源模块的电流跟踪所述被测功率半导体器件的实况电流。

可选的，所述被测功率半导体器件包括：被测IGBT器件以及被测Diode器件；

所述被测IGBT器件与所述被测Diode器件串联接入两所述桥臂电感之间的电流回路。

可选的，所述电压模块包括：第二二极管、第二电容、IGBT器件、第一开关、第二开关以及放电支路；所述第一开关和所述第二开关均带有反并联二极管；所述第一开关和所述第二开关串联接入两所述桥臂电感之间的电流回路；

所述第二二极管与所述被测IGBT器件反并联；所述IGBT器件与所述被测Diode器件反并联；所述第二二极管与所述IGBT器件串联接入两所述桥臂电感之间的电流回路；