【精彩论文】IGCT-MMC中二极管反向恢复特性分析与测试

观点凝练

摘要：二极管的反向恢复特性在IGCT-MMC中起着重要的作用。首先介绍快恢复二极管的反向恢复特性，然后在IGCT-MMC拓扑中介绍快恢复二极管的开关行为，最后搭建适用于IGCT-MMC测试的双脉冲实验平台，并对比了3种商业化快恢复二极管产品的反向恢复特性。最终的测试结果表明，快恢复二极管的反向恢复峰值电流和功率与di/dt呈现线性关系，并且在高温下的测试结果要高于常温。而在相同的di/dt和温度条件下，不同的快恢复二极管在IGCT-MMC中反向恢复峰值电流和功率存在差异，在实际应用中需要根据二极管的安全工作区对di/dt进行合理设计。
结论：本文从快恢复二极管的失效机理出发，借助理想开关电路模型，在IGCT-MMC的应用工况下分析了快恢复二极管的反向恢复特性，然后搭建了适用于IGCT-MMC测试的双脉冲实验平台，对比了3种不同的商业用快恢复二极管器件的反向恢复特性，主要有以下结论。

（1）快恢复二极管的反向恢复峰值电流及峰值功率随di/dt的提升近似呈线性关系，同时在高温125 ℃下的结果要高于常温25 ℃的结果。

（2）在125 ℃测试温度下，Type C在1 kA/μs和5 kA/μs下的峰值电流和功率均最低，反向恢复损耗与Type B基本持平，Type A表现了较高的反向恢复损耗、峰值电流及功率。

（3）为保证二极管的反向恢复过程不超过安全工作区，实际应用中应限制IGCT-MMC的di/dt在4 kA/μs以下，这意味着设计模块时，回路总杂散电感不能低于0.7 μH。

引文信息

娄彦涛, 孙小平, 刘琦, 等. IGCT-MMC中二极管反向恢复特性分析与测试[J]. 中国电力, 2021, 54(1): 19-24.LOU Yantao, SUN Xiaoping, LIU Qi, et al. Analysis and test of reverse recovery performance of fast recovery diode in igct-mmc[J]. Electric Power, 2021, 54(1): 19-24.

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编辑：杨彪

审核：许晓艳

审定：方彤

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