高级有源钳位在NPC三电平中的应用(2)

测试条件：对中性点与交流输出中点进行短接(650V/200A）
(a)初始状态：所有半导体器件都处于关断状态
(b)S3导通，Vce3进入饱和区，Vce4承受半个母线电压（435V）

(c)S4导通，MP对N短路，Ic4快速上升至短路电流，S3先退出饱和区，接着S4也退出饱和区。
按传统的关管顺序，先关外管S4，此时短路电流还在S3，D6之间续流，所以，S4承受约半个母线电压。
如果在此时我们错误的关断了内管S3或者S3先退出饱和区从而使得驱动器自动封锁S3。意味着此时短路电流被迫从D2，D1续流，此时MP点的电位上升至正母线电压电位，而此时S4仍然处于开通状态，所以，一旦S3完全关断，它会承担整个母线电压，容易超出该IGBT的安全工作区，使得IGBT失效。母线电压 容易超出该IGBT的安全工作区 使得IGBT失效。

（d）在采用高级有源钳位功能的驱动器的条件下：由于S3先退出饱和区，那么驱动器先检测到S3管发生短路会首先封锁S3管。此时，IGBT的Vce电压尖峰超出有源钳位先检测到 管发生短路会首先封锁 管 此时的电压尖峰超出有源钳位门槛电压，有源钳位电路动作使得IGBT的关断电压尖峰处在一定的数值(479V)不变化，而且能使得关断电流更软，保持IGBT处于线性区内一段时间。也就是说，在这个过程中，由于有源钳位的存在，这个短路电流的路径和方向并没有发生改变，确个过程中 由于有源钳位的存在 这个短路电流的路径和方向并没有发生改变 确保了内管S3不至于过电压而被损坏。
（e）短路电流消失，关断S4。
正母线与交流输出端短路测试：

(a) 所有管子都处于关断状态；
(b) 打开S3管，S3进入退饱和状态，IL电流流过S3，D6，并逐渐增大；进入和状态电流流并 渐增大；
(c) 打开S4，S3发生退饱和行为。此时，电流IL流经的载体以及数值发生变化，导
致在Vce3上产生电压尖峰。之后，S3承担整个母线电压；
(d) 流过S4的电流逐渐增大 并逐渐进入退饱和点；流过S4的电流逐渐增大,并逐渐进入退饱和点；

(e) 流过S4的电流到达退饱和点，S4退出饱和区，由于整个母线电压一直被S3承担，所以，S4两端的电压基本不发生变化；所以 S4两端的电压基本不发生变化如果此时错误的关断S3，整个母线电压被S3承担，超出IGBT的SOA，S3 失效。
(f) 在使用高级有源钳位的条件下，对S3管发关断指令。由于有源钳位功能的存在，驱动器并没有把S3关断，而是使得这个IGBT继续停留在线性区内，所以我们看到电流流过的路径和载体并未发生变化；
(g) 对S4发关断指令，短路电流Ic4消失同时S4的Vce出现电压尖峰， IL通过D2，D1续流直到消失。
错误的换流时序：

测试条件：将一个30uH左右的负载电感接在正母线端以及MP端
(a)初始时刻：所有IGBT都处于关断状态
(b)打开S3，S3进入导通饱和区，负载电流流过电感，D6，并逐渐增大；
(c)打开S4，负载电感承受整个母线电压，负载电流继续上升，同时流过的载体变换为电感，S3，S4。如果在没有有源钳位的条件下，错误的关断内管S3。那么负载电流经过D2，D1续流。此时MP的电位为P点电位，而S4也处于开通状态，所以S3将承受整个母线电压，容易超出IGBT的安全工作区导致失效。

(d)在带有有源钳位功能的条件下，先关断内管S3。由于有源钳位功能的存在，S3会承担数值等于有源钳位门槛的电压，从而确保负载电流的方向和路径载体不发生变化，保证IGBT在安全工作区内；
(e)关断S4，流过S4的电流消失，负载电流经过D2，D1续流并逐渐消失。