基於映象電流的大功率SiC功率模組過流和短路保護方法5實驗裝置

5.實驗裝置

為了測量典型應用中高迴路電感和低迴路電感短路,使用如圖8所示的全橋拓撲。這是一個常見拓撲,應用於各類隔離DC/DC變換器,如DAB或諧振LLC變換器。負載由中頻變壓器(MFT)組成,中頻變壓器的二次側短路。直流母排和MFT本身組成的雜散電感經測量為Lσ= 4。5uH。為了測量不同的結溫,使用了油冷卻散熱器。設定直流母線電壓VDC = 850V,短路電流為5kA,結溫高達150℃。該測量設定的引數是根據500kW DAB的要求進行設定的。DAB測試裝置如圖7所示。

測試了兩種不同迴路電感的短路情況。第一種是高迴路電感短路,這是由系統負載側的絕緣故障造成的。這種短路的一個例子是MFT繞組內的絕緣故障,短路部分在變流器之外。這導致短路迴路的高電感,因此,產生的電流變化率相對較小。在大功率DAB應用中,這種短路的典型電感值Lsc,high=1~5uH。第二種短路是由半橋橋臂直通引起的低迴路電感短路。可能是控制器故障或電源模組故障導致。在這種情況下,迴路電感為nH級,會產生一個非常大的電流變化率。這兩種情況可以透過MFT二次繞組短路和半橋電路內部同時開通兩個MOSFET來模擬。

基於映象電流的大功率SiC功率模組過流和短路保護方法5實驗裝置

圖7 500kW DAB測試裝置

基於映象電流的大功率SiC功率模組過流和短路保護方法5實驗裝置

圖8 測量裝置等效電路圖