為簡(jiǎn)化創(chuàng)統(tǒng)IGBT模塊的分析,取兩個(gè)并聯(lián)功率模塊中任意一相,見(jiàn)圖1,首先進(jìn)行以下定義:
(1)定義功率模塊交流輸出到并聯(lián)點(diǎn)A的線路寄生電感分別為Ls1、Ls2,環(huán)路總電感為Ls= Ls1+Ls2,因?yàn)閮蓚€(gè)并聯(lián)的功率模塊電路布局相同,且采用同樣的母線排,則有Ls1=Ls2;
(2)忽略直流母線寄生參數(shù)影響,假設(shè)器件管壓降和等效內(nèi)阻都為零,兩模塊交流輸出差模電壓Ud=±Udc;
(3)定義i1,i2分別為兩個(gè)功率模塊輸出電流瞬時(shí)值,則差模電流也就是環(huán)流為id=i1-i2。
如果兩個(gè)功率模塊中對(duì)應(yīng)的IGBT開(kāi)關(guān)時(shí)刻不一致,脈沖存在時(shí)間差異,見(jiàn)圖2,則兩功率模塊輸出之間存在一個(gè)差模電壓,導(dǎo)致產(chǎn)生差模環(huán)流id,且有:
忽略器件等效內(nèi)阻和線路寄生電阻,在圖2中,如果△t3和△t5相等,則環(huán)流總是在零軸上下波動(dòng),環(huán)流處于可控狀態(tài),如圖3(a)所示;如果△t3>△t5,一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)環(huán)流正負(fù)增量發(fā)生單向偏移,導(dǎo)致嚴(yán)重不均流發(fā)生如圖3(b)所示。
為限制環(huán)流,在母線電壓不能改變的條件下,只能采取增大環(huán)路電感的辦法,由式3可知,環(huán)流增量Δid與環(huán)路總電感成反比。因?yàn)榫€路寄生電感Ls都比較小,所以必須采用在并聯(lián)的功率輸出側(cè)串聯(lián)三相電感Lh的方法來(lái)增大環(huán)路電感,達(dá)到限制環(huán)流的目的。定義Udc為母線電壓,Δtd為兩功率模塊對(duì)應(yīng)IGBT開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)刻最大差異,Δid為并聯(lián)允許的最小環(huán)流,則并聯(lián)均流電感取值為: