CN103323676B - 三电平拓扑的杂散电感的测试方法和测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三电平拓扑的杂散电感的测试方法，利用正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的感应电压和流经本回路的电流的变化率，确定正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的电感值，利用负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的感应电压和流经本回路的电流的变化率，确定负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的电感值，之后计算两个回路中杂散电感的电感值之和，就可以确定整个三电平拓扑的杂散电感的电感值。本发明还公开了三电平拓扑的杂散电感的测试装置。

Description

三电平拓扑的杂散电感的测试方法和测试装置

技术领域

本发明涉及电路内杂散电感的测试技术领域，尤其涉及三电平拓扑的杂散电感的测试方法和测试装置。

背景技术

杂散电感也叫做寄生电感，是指电子器件的引脚、连接线（含铜排）等呈现的寄生性电感。随着电力电子装置功率的增大和频率的提高，系统内部的杂散电感对电力电子半导体器件的影响也日益突出。

目前出现了针对两电平拓扑的杂散电感测试电路。但是，现在并没有针对三电平拓扑的杂散电感进行测试的技术，而三电平拓扑作为变频器和逆变器的重要组成部分，其内部杂散电感关系到整个变频器和逆变器的稳定性。在变频器和逆变器的设计阶段，如果根据三电平拓扑的杂散电感对电路元器件进行合理选择、对驱动电路进行结构调整，就可以提高系统的稳定性，从而优化系统性能。

因此，如何对三电平拓扑的杂散电感进行测试，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种三电平拓扑的杂散电感的测试方法，用以完成对三电平拓扑的杂散电感的测试。同时，本发明还公开一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种三电平拓扑的杂散电感的测试方法，所述三电平拓扑包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第一箝位二极管和第二箝位二极管，所述测试方法包括：

检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，检测流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率；

计算所述第一感应电压与所述第一电流变化率的比值，所述第一感应电压与所述第一电流变化率的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值；

检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率；

计算所述第二感应电压与所述第二电流变化率的比值，所述第二感应电压与所述第二电流变化率的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值；

计算所述第一杂散电感的电感值和所述第二杂散电感的电感值的和值，所述和值为所述三电平拓扑的杂散电感的电感值。

另一方面，本发明公开了一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置，所述三电平拓扑包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第一箝位二极管和第二箝位二极管，所述测试装置包括：

第一检测单元，用于检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，检测流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率；

第一计算单元，用于计算第一感应电压与第一电流变化率的比值，所述第一感应电压与第一电流变化率的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值；

第二检测单元，用于检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率；

第二计算单元，用于计算第二感应电压与第二电流变化率的比值，所述第二感应电压与第二电流变化率的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值；

第三计算单元，用于计算所述第一杂散电感的电感值和所述第二杂散电感的电感值的和值，所述和值为所述三电平拓扑的杂散电感的电感值。

由此可见，本发明的有益效果为：本发明公开的三电平拓扑的杂散电感的测试方法，利用正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的感应电压和流经本回路的电流的变化率，确定正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的电感值，利用负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的感应电压和流经本回路的电流的变化率，确定负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的电感值，之后计算两个回路中杂散电感的电感值之和，就可以确定整个三电平拓扑的杂散电感的电感值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的三电平拓扑的电路图；

图2为本发明公开的三电平拓扑的杂散电感的测试方法的流程图；

图3为一种检测第一感应电压和第一电流变化率的方法的流程图；

图4为依据图3所示方法检测第一感应电压和第一电流变化率的测试电路示意图；

图5为图4所示电路在第三开关管接收到第一个脉冲信号的高电平信号之后的电流回路示意图；

图6为图4所示电路在第三开关管接收到第一个脉冲信号的低电平信号之后的电流回路示意图；

图7为图4所示电路在第三开关管接收到第二个脉冲信号的高电平信号之后的电流回路示意图；

图8为第三开关管的电流和电压波形图；

图9为一种检测第二感应电压和第二电流变化率的方法的流程图；

图10为依据图9所示方法检测第二感应电压和第二电流变化率的测试电路示意图；

图11为另一种检测第一感应电压和第一电流变化率的方法的流程图；

图12为依据图11所示方法检测第一感应电压和第一电流变化率的测试电路示意图；

图13为另一种检测第二感应电压和第二电流变化率的方法的流程图；

图14为依据图13所示方法检测第二感应电压和第二电流变化率的测试电路示意图；

图15为本发明公开的一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图；

图16为本发明公开的另一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图；

图17为本发明公开的另一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图；

图18为本发明公开的另一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图；

图19为本发明公开的另一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图。

具体实施方式

图1示出了现有的三电平拓扑的电路结构，包括第一电容C1、第二电容C2、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第一箝位二极管Da和第二箝位二极管Db。

具体的：直流源Vdc的正极依次通过第一电容C1和第二电容C2连接至直流源Vdc的负极。第一开关管T1的第一端连接至第一电容C1的第一端（也就是节点P，节点P为正母线），第一开关管T1第二端连接至第二开关管T2的第一端，第二开关管T2的第二端连接至第三开关管T3的第一端，第三开关管T3的第二端连接至第四开关管T4的第一端，第四开关管T4的第二端连接至第二电容C2的第二端（也就是节点N，节点N为负母线）。第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4分别反向并联一个续流二极管，分别记为第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3和第四续流二极管D4。第一箝位二极管Da的阳极连接至第一电容C1和第二电容C2的公共端（也就是节点O，节点O为中点），第一箝位二极管Da的阴极连接至第一开关管T1和第二开关管T2的公共端。第二箝位二极管Db的阳极连接至第三开关管T3和第四开关管T4的公共端，第二箝位二极管Db的阴极连接至节点O。

本发明公开了一种三电平拓扑的杂散电感的测试方法，用以完成对三电平拓扑的杂散电感的测试。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

参见图2，图2为本发明公开的三电平拓扑的杂散电感的测试方法的流程图。该测试方法包括：

步骤S1：检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感产生的第一感应电压，检测流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率。

步骤S2：计算第一感应电压与第一电流变化率的比值，该比值为第一杂散电感的电感值。

当正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的电流增大时，该回路中的杂散电感（记为第一杂散电感）产生阻碍电流增大的感应电压，通过检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中杂散电感产生的感应电压（记为第一感应电压U_s1）和回路中电流的电流变化率（记为第一电流变化率di1/dt1），就可以利用公式L1=U_s1/(di1/dt1)计算正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值L1。

步骤S3：检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感产生的第二感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率。

步骤S4：计算第二感应电压与第二电流变化率的比值，该比值为第二杂散电感的电感值。

当负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的电流增大时，该回路中的杂散电感（记为第二杂散电感）产生阻碍电流增大的感应电压，通过检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中杂散电感产生的感应电压（记为第二感应电压U_s2）和回路中电流的电流变化率（记为第二电流变化率di2/dt2），就可以利用公式L2=U_s2/(di2/dt2)计算负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值L2。

步骤S5：计算第一杂散电感的电感值和第二杂散电感的电感值的和值，该和值为三电平拓扑的杂散电感的电感值。

本发明公开的三电平拓扑的杂散电感的测试方法，利用正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的感应电压和流经本回路的电流的变化率，确定正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的电感值，利用负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的感应电压和流经本回路的电流的变化率，确定负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的电感值，之后计算两个回路中杂散电感的电感值之和，就可以确定整个三电平拓扑的杂散电感的电感值。

实施中，检测正母线和正负母线之间的中点构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，以及检测流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率有多种方式，检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压，以及检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率也有多种方式。下面分别进行说明。

参见图3，图3为一种检测第一感应电压和第一电流变化率的方法的流程图。该方法包括：

步骤S101：将限流电感的一端连接至第一开关管的第一端、另一端连接至第三开关管的第一端。

步骤S102：控制第一开关管和第四开关管持续关断，控制第二开关管持续导通，在第三开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。

请参见图4，图4为依据图3所示方法检测第一感应电压和第一电流变化率的测试电路示意图。限流电感Lm的一端连接至第一开关管T1的第一端、另一端连接至第三开关管T3的第一端。通过在第一开关管T1的控制端输入负电压控制第一开关管T1持续关断，通过在第四开关管T4的控制端输入负电压控制第四开关管T4持续关断，通过在第二开关管T2的控制端输入正电压控制第二开关管T2持续导通，并在第三开关管T3的控制端输入至少两个脉冲信号。图4中的电感Ls1为正母线和正负母线之间的中点所构成回路的杂散电感。

步骤S103：在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第三开关管上产生的台阶电压。

第三开关管T3上产生的台阶电压即为正母线和正负母线之间的中点正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感产生的第一感应电压U_s1。

步骤S104：在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第三开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率。

流经第三开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率即为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

结合图5至图8对上述检测过程进行说明。

当第一个脉冲信号的高电平信号到来时，第三开关管T3导通，直流源Vdc为杂散电感Ls1和限流电感Lm充电，路径为节点P-杂散电感Ls1-限流电感Lm-第三开关管T3-第二箝位二极管Db-正负母线之间的中点O，如图5所示。在这个过程中，流经第三开关管T3的电流Ic为一条以固定斜率上升的直线。

当第一个脉冲信号的低电平信号到来时，第三开关管T3关断，限流电感Lm储存的能量通过第一续流二极管D1和第二续流二极管D2续流，如图6所示。

当第二个脉冲信号的高电平信号到来时，第三开关管T3导通，第一续流二极管D1由导通状态被关断，进入反向恢复阶段。此时流过第三开关管T3的电流包括两部分（如图7所示）：第一续流二极管D1的反向恢复电流，路径为节点P-杂散电感Ls1-第一续流二极管D1-第二开关管T2-第三开关管T3-第二箝位二极管Db-正负母线之间的中点O；通过杂散电感Ls1和限流电感Lm的充电电流，路径为节点P-杂散电感Ls1-限流电感Lm-第三开关管T3-第二箝位二极管Db-正负母线之间的中点O。

图8示出了流经第三开关管T3的电流波形和第三开关管T3的第一端和第二端之间的电压波形。在第二个脉冲信号的高电平信号到来之后，流过第三开关管T3的电流Ic开始以固定的斜率增加，形成一个尖峰电流，该尖峰电流即为第一续流二极管D1的反向恢复电流。在流过第三开关管T3的电流Ic增加过程中，杂散电感Ls1上感应的电压的方向与母线电压相反，此时第三开关管T3的第一端和第二端之间的电压波形Vce形成一个下降的缺口台阶，该台阶电压产生的原因是杂散电感Ls1分担了部分母线电压，也就是说该台阶电压就是杂散电感Ls1产生的感应电压。当第二脉冲信号的高电平到来之后，在流经第三开关管T3的电流处于上升阶段时，确定第一预设时间dt1内流经第三开关管T3的电流的增加量di1，之后计算电流的增加量di1与第一预设时间dt1的比值，确定当前第三开关管T3的电流变化率，也就是流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

参见图9，图9为一种检测第二感应电压和第二电流变化率的方法的流程图。该方法包括：

步骤S301：将限流电感与第二箝位二极管并联。

步骤S302：控制第一开关管、第二开关管和第三开关管持续关断，在第四开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。

请参见图10，图10为依据图9所示方法检测第二感应电压和第二电流变化率的测试电路示意图。限流电感Lm并联于第二箝位二极管Db的两端。通过在第一开关管T1的控制端、第二开关管T2的控制端和第三开关管T3的控制端输入负电压控制第一开关管T1的控制端、第二开关管T2的控制端和第三开关管T3持续关断，并在第四开关管T4的控制端输入至少两个脉冲信号。图10中的电感Ls2为负母线和正负母线之间的中点所构成回路的杂散电感。

步骤S303：在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第四开关管上产生的台阶电压。

第四开关管T4上产生的台阶电压即为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感产生的第二感应电压U_s2。

步骤S304：在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第四开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率。

流经第四开关管T4的电流处于上升阶段时的电流变化率即为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

当第一个脉冲信号的高电平信号到来时，第四开关管T4导通，直流源Vdc为杂散电感Ls2和限流电感Lm充电，路径为正负母线之间的中点O-杂散电感Ls2-限流电感Lm-第四开关管T4-节点N。

当第一个脉冲信号的低电平信号到来时，第四开关管T4关断，限流电感Lm储存的能量通过第二箝位二极管Db续流。

当第二个脉冲信号的高电平信号到来时，第四开关管T4导通，第二箝位二极管Db由导通状态被关断，进入反向恢复阶段。此时流过第四开关管T4的电流包括两部分：第二箝位二极管Db的反向恢复电流，路径为正负母线之间的中点O-杂散电感Ls2-第二箝位二极管Db-第四开关管T4-节点N；通过杂散电感Ls2和限流电感Lm的充电电流，路径为正负母线之间的中点O-杂散电感Ls2-限流电感Lm-第四开关管T4-节点N。

在第二个脉冲信号的高电平信号到来之后，流过第四开关管T4的电流开始以固定的斜率增加，形成一个尖峰电流，该尖峰电流即为第二箝位二极管Db的反向恢复电流。在流过第四开关管T4的电流增加过程中，杂散电感Ls2上感应的电压的方向与母线电压相反，此时第四开关管T4的第一端和第二端之间的电压波形形成一个下降的缺口台阶，该台阶电压产生的原因是杂散电感Ls2分担了部分母线电压，也就是说该台阶电压就是杂散电感Ls2产生的感应电压。当第二个脉冲信号的高电平到来之后，在流经第四开关管T4的电流处于上升阶段时，确定第二预设时间dt2内流经第四开关管T4的电流的增加量di2，之后计算电流的增加量di2与第二预设时间dt2的比值，确定当前第四开关管T4的电流变化率，也就是流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

实施中，还可以通过图11所示的方法检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，以及流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率。

参见图11，图11为另一种检测第一感应电压和第一电流变化率的方法的流程图。该方法包括：

步骤S111：将限流电感并联于第一箝位二极管的两端。

步骤S112：控制第二开关管、第三开关管和第四开关管持续关断，在第一开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。

请参见图12，图12为依据图11所示方法检测第一感应电压和第一电流变化率的测试电路示意图。限流电感Lm并联于第一箝位二极管Da的两端。通过在第二开关管T2的控制端、第三开关管T3的控制端和第四开关管T4的控制端输入负电压控制第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4持续关断，并在第一开关管T1的控制端输入至少两个脉冲信号。图12中的电感Ls3为正母线和正负母线之间的中点O所构成回路的杂散电感。

步骤S113：在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第一开关管上产生的台阶电压。

第一开关管T1上产生的台阶电压即为正母线和正负母线之间的中点O所构成回路中的杂散电感产生的第一感应电压U_s1。

步骤S114：在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第一开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率。

流经第一开关管T1的电流处于上升阶段时的电流变化率即为流经正母线和正负母线之间的中点O所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

当第一个脉冲信号的高电平信号到来时，第一开关管T1导通，直流源Vdc为杂散电感Ls1和限流电感Lm充电，路径为节点P-杂散电感Ls3-第一开关管T1-限流电感Lm-正负母线之间的中点O。

当第一个脉冲信号的低电平信号到来时，第一开关管T1关断，限流电感Lm储存的能量通过第一箝位二极管Da续流。

当第二个脉冲信号的高电平信号到来时，第一开关管T1导通，第一箝位二极管Da由导通状态被关断，进入反向恢复阶段。此时流过第一开关管T1的电流包括两部分：第一箝位二极管Da的反向恢复电流，路径为节点P-杂散电感Ls3-第一开关管T1-第一箝位二极管Da-正负母线之间的中点O；通过杂散电感Ls3和限流电感Lm的充电电流，路径为节点P-杂散电感Ls3-第一开关管T1-限流电感Lm-正负母线之间的中点O。

在第二个脉冲信号的高电平信号到来之后，流过第一开关管T1的电流开始以固定的斜率增加，形成一个尖峰电流，该尖峰电流即为第一箝位二极管Da的反向恢复电流。在流过第一开关管T1的电流增加过程中，杂散电感Ls3上感应的电压的方向与母线电压相反，此时第一开关管T1的第一端和第二端之间的电压波形形成一个下降的缺口台阶，该台阶电压产生的原因是杂散电感Ls3分担了部分母线电压，也就是说该台阶电压就是杂散电感Ls3产生的感应电压。当第二个脉冲信号的高电平到来之后，在流经第一开关管T1的电流处于上升阶段时，确定第一预设时间dt1内流经第一开关管T1的电流的增加量di1，之后计算电流的增加量di1与第一预设时间dt1的比值，确定当前第一开关管T1的电流变化率，也就是流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

参见图13，图13为另一种检测第二感应电压和第二电流变化率的方法的流程图。该方法包括：

步骤S311：将限流电感的一端连接至第二开关管的第二端、另一端连接至第四开关管的第二端。

步骤S312：控制第一开关管和第四开关管持续关断，控制第三开关管持续导通，在第二开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。

请参见图14，图14为依据图13所示方法检测第二感应电压和第二电流变化率的测试电路示意图。限流电感Lm的一端连接至第二开关管T2的第二端、另一端连接至第四开关管T4的第二端。通过在第一开关管T1和第四开关管T4的控制端输入负电压控制第一开关管T1和第四开关管T4持续关断，通过在第三开关管T3的控制端输入正电压控制第三开关管T3持续导通，并在第二开关管T2的控制端输入至少两个脉冲信号。图14中的电感Ls4为负母线和正负母线之间的中点所构成回路的杂散电感。

步骤S313：在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第二开关管上产生的台阶电压。

第二开关管T2上产生的台阶电压即为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感产生的第二感应电压U_s1。

步骤S314：在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所第二开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率。

流经第二开关管T2的电流处于上升阶段时的电流变化率即为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

当第一个脉冲信号的高电平信号到来时，第二开关管T2导通，直流源Vdc为杂散电感Ls2和限流电感Lm充电，路径为正负母线之间的中点O-杂散电感Ls4-第一箝位二极管Da-第二开关管T2-限流电感Lm-节点N。

当第一个脉冲信号的低电平信号到来时，第二开关管T2关断，限流电感Lm储存的能量通过第四续流二极管D4和第三续流二极管D3续流。

当第二个脉冲信号的高电平信号到来时，第二开关管T2导通，第四续流二极管D4由导通状态被关断，进入反向恢复阶段。此时流过第二开关管T2的电流包括两部分：第四续流二极管D4的反向恢复电流，路径为正负母线之间的中点O-杂散电感Ls4-第一箝位二极管Da-第二开关管T2-第三开关管T3-第四续流二极管D4-节点N；通过杂散电感Ls4和限流电感Lm的充电电流，路径为正负母线之间的中点O-杂散电感Ls4-第一箝位二极管Da-第二开关管T2-限流电感Lm-节点N。

在第二个脉冲信号的高电平信号到来之后，流过第二开关管T2的电流开始以固定的斜率增加，形成一个尖峰电流，该尖峰电流即为第四续流二极管D4的反向恢复电流。在流过第二开关管T2的电流增加过程中，杂散电感Ls4上感应的电压的方向与母线电压相反，此时第二开关管T2的第一端和第二端之间的电压波形形成一个下降的缺口台阶，该台阶电压产生的原因是杂散电感Ls4分担了部分母线电压，也就是说该台阶电压就是杂散电感Ls4产生的感应电压。当第二个脉冲信号的高电平到来之后，在流经第二开关管T2的电流处于上升阶段时，确定第二预设时间dt2内流经第二开关管T2的电流的增加量di2，之后计算电流的增加量di2与第二预设时间dt2的比值，确定当前第二开关管T2的电流变化率，也就是流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

在本发明上述公开的各个实施例中，输入各开关管的控制端的正电压优选为15V，输入各开关管的控制端的负电压优选为-10V。优选的，在开关管的控制端输入两个脉冲信号，以缩短测试时间。

本发明上述公开了三电平拓扑的杂散电感的测试方法，相应的本发明还公开应用该测试方法的三电平拓扑的杂散电感的测试装置，以完成对三电平拓扑中杂散电感的测试。

参见图15，图15为本发明公开的一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图。该测试装置包括第一检测单元1、第一计算单元2、第二检测单元3、第二计算单元4和第三计算单元5。

其中：

第一检测单元1，用于检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压U_s1，检测流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

第一计算单元2，用于计算第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值，第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感L1。

第二检测单元3，用于检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压U_s2，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

第二计算单元4，用于计算第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值，第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感L2。

第三计算单元5，用于计算第一杂散电感L1和第二杂散电感L2的和值，该和值为三电平拓扑的杂散电感。

本发明公开的三电平拓扑的杂散电感的测试装置，利用正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的感应电压和流经本回路的电流的变化率，确定正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感，利用负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感的感应电压和流经本回路的电流的变化率，确定负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的杂散电感，之后计算两个回路中杂散电感之和就可以确定整个三电平拓扑的杂散电感。

实施中，检测正母线和正负母线之间的中点构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，以及检测流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率有多种方式，检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压，以及检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率也有多种方式。相应的第一检测单元1和第二检测单元3具有多种结构。下面分别进行说明。

参见图16，图16为本发明公开的另一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图。在该测试装置进行测试之前，先将限流电感的一端连接至第一开关管的第一端、另一端连接至第三开关管的第一端，以完成由正母线和正负母线之间的中点所构成回路中第一杂散电感的测试，之后将限流电感与第二箝位二极管并联，以完成由负母线和正负母线之间的中点所构成回路中第二杂散电感的测试。该测试装置包括第一检测单元1、第一计算单元2、第二检测单元3、第二计算单元4和第三计算单元5。

其中：

第一检测单元1包括第一控制模块101、第一台阶电压确定模块102和第一电流变化率确定模块103。第一控制模块101，用于控制第一开关管和第四开关管持续关断，控制第二开关管持续导通，在第三开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。第一台阶电压确定模块102，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第三开关管上产生的台阶电压，将其确定为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压U_s1。第一电流变化率确定模块103，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第三开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将其作为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

第一计算单元2，用于计算第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值，第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值L1。

第二检测单元3包括第二控制模块301、第二台阶电压确定模块302和第二电流变化率确定模块303。第二控制模块301，用于控制第一开关管、第二开关管和第三开关管持续关断，在第四开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。第二台阶电压确定模块302，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第四开关管上产生的台阶电压，将其确定为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压U_s2。第二电流变化率确定模块303，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第四开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将其作为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

第二计算单元4，用于计算第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值，第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值L2。

第三计算单元5，用于计算第一杂散电感的电感值L1和第二杂散电感的电感值L2的和值，该和值为三电平拓扑的杂散电感的电感值。

参见图17，图17为本发明公开的另一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图。在该测试装置进行测试之前，先将限流电感并联于第一箝位二极管的两端，以完成由正母线和正负母线之间的中点所构成回路中第一杂散电感的测试，之后将限流电感的一端连接至第二开关管的第二端、另一端连接至第四开关管的第二端，以完成由负母线和正负母线之间的中点所构成回路中第二杂散电感的测试。该测试装置包括第一检测单元1、第一计算单元2、第二检测单元3、第二计算单元4和第三计算单元5。

其中：

第一检测单元1包括：第三控制模块111、第三台阶电压确定模块112和第三电流变化率确定模块113。第三控制模块111，用于控制第二开关管、第三开关管和第四开关管持续关断，在第一开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。第三台阶电压确定模块112，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第一开关管上产生的台阶电压，将其确定为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压U_s1。第三电流变化率确定模块113，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第一开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将其作为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

第一计算单元2，用于计算第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值，第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值L1。

第二检测单元3包括第四控制模块311、第四台阶电压确定模块312和第四电流变化率确定模块313。第四控制模块311，用于控制第一开关管和第四开关管持续关断，控制第三开关管持续导通，在第二开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。第四台阶电压确定模块312，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第二开关管上产生的台阶电压，将其确定为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压U_s1。第四电流变化率确定模块313，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第二开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将其作为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

第二计算单元4，用于计算第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值，第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值L2。

第三计算单元5，用于计算第一杂散电感的电感值L1和第二杂散电感的电感值L2的和值，该和值为三电平拓扑的杂散电感的电感值。

参见图18，图18为本发明公开的另一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图。在该测试装置进行测试之前，先将限流电感的一端连接至第一开关管的第一端、另一端连接至第三开关管的第一端，以完成由正母线和正负母线之间的中点所构成回路中第一杂散电感的测试，之后将限流电感的一端连接至第二开关管的第二端、另一端连接至第四开关管的第二端，以完成由负母线和正负母线之间的中点所构成回路中第二杂散电感的测试。该测试装置包括第一检测单元1、第一计算单元2、第二检测单元3、第二计算单元4和第三计算单元5。

其中：

第一检测单元1包括第一控制模块101、第一台阶电压确定模块102和第一电流变化率确定模块103。第一控制模块101，用于控制第一开关管和第四开关管持续关断，控制第二开关管持续导通，在第三开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。第一台阶电压确定模块102，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第三开关管上产生的台阶电压，将其确定为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压U_s1。第一电流变化率确定模块103，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第三开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将其作为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

第一计算单元2，用于计算第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值，第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值L1。

第二检测单元3包括第四控制模块311、第四台阶电压确定模块312和第四电流变化率确定模块313。第四控制模块311，用于控制第一开关管和第四开关管持续关断，控制第三开关管持续导通，在第二开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。第四台阶电压确定模块312，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第二开关管上产生的台阶电压，将其确定为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压U_s1。第四电流变化率确定模块313，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第二开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将其作为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

第二计算单元4，用于计算第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值，第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值L2。

第三计算单元5，用于计算第一杂散电感的电感值L1和第二杂散电感的电感值L2的和值，该和值为三电平拓扑的杂散电感的电感值。

参见图19，图19为本发明公开的另一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置的结构示意图。在该测试装置进行测试之前，先将限流电感并联于第一箝位二极管的两端，以完成由正母线和正负母线之间的中点所构成回路中第一杂散电感的测试，之后将限流电感与第二箝位二极管并联，以完成由负母线和正负母线之间的中点所构成回路中第二杂散电感的测试。该测试装置包括第一检测单元1、第一计算单元2、第二检测单元3、第二计算单元4和第三计算单元5。

其中：

第一检测单元1包括：第三控制模块111、第三台阶电压确定模块112和第三电流变化率确定模块113。第三控制模块111，用于控制第二开关管、第三开关管和第四开关管持续关断，在第一开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。第三台阶电压确定模块112，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第一开关管上产生的台阶电压，将其确定为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压U_s1。第三电流变化率确定模块113，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第一开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将其作为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率di1/dt1。

第一计算单元2，用于计算第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值，第一感应电压U_s1与第一电流变化率di1/dt1的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值L1。

第二检测单元3包括第二控制模块301、第二台阶电压确定模块302和第二电流变化率确定模块303。第二控制模块301，用于控制第一开关管、第二开关管和第三开关管持续关断，在第四开关管的控制端输入至少两个脉冲信号。第二台阶电压确定模块302，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定第四开关管上产生的台阶电压，将其确定为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压U_s2。第二电流变化率确定模块303，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经第四开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将其作为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率di2/dt2。

第二计算单元4，用于计算第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值，第二感应电压U_s2与第二电流变化率di2/dt2的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值L2。

第三计算单元5，用于计算第一杂散电感的电感值L1和第二杂散电感的电感值L2的和值，该和值为三电平拓扑的杂散电感的电感值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种三电平拓扑的杂散电感的测试方法，所述三电平拓扑包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第一箝位二极管和第二箝位二极管，其特征在于，所述测试方法包括：

检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，检测流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率；

计算所述第一感应电压与所述第一电流变化率的比值，所述第一感应电压与所述第一电流变化率的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值；

检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率；

计算所述第二感应电压与所述第二电流变化率的比值，所述第二感应电压与所述第二电流变化率的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值；

计算所述第一杂散电感的电感值和所述第二杂散电感的电感值的和值，所述和值为所述三电平拓扑的杂散电感的电感值。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率的步骤具体包括：

将限流电感的一端连接至所述第一开关管的第一端、所述限流电感的另一端连接至所述第三开关管的第一端；

控制所述第一开关管和第四开关管持续关断，控制所述第二开关管持续导通，在所述第三开关管的控制端输入至少两个脉冲信号；

在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定所述第三开关管上产生的台阶电压，将所述台阶电压确定为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压；

在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所述第三开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将所述电流变化率作为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率。

3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率的步骤具体包括：

将限流电感与所述第二箝位二极管并联；

控制所述第一开关管、第二开关管和第三开关管持续关断，在所述第四开关管的控制端输入至少两个脉冲信号；

在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定所述第四开关管上产生的台阶电压，将所述台阶电压确定为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压；

在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所述第四开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将所述电流变化率作为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率。

4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率的步骤具体包括：

将限流电感并联于第一箝位二极管的两端；

控制所述第二开关管、第三开关管和第四开关管持续关断，在所述第一开关管的控制端输入至少两个脉冲信号；

在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定所述第一开关管上产生的台阶电压，将所述台阶电压确定为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压；

在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所述第一开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将所述电流变化率作为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率的步骤具体包括：

将限流电感的一端连接至所述第二开关管的第二端、所述限流电感的另一端连接至所述第四开关管的第二端；

控制所述第一开关管和第四开关管持续关断，控制所述第三开关管持续导通，在所述第二开关管的控制端输入至少两个脉冲信号；

在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定所述第二开关管上产生的台阶电压，将所述台阶电压确定为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压；

在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所述第二开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将所述电流变化率作为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率。

6.一种三电平拓扑的杂散电感的测试装置，所述三电平拓扑包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第一箝位二极管和第二箝位二极管，其特征在于，所述测试装置包括：

第一检测单元，用于检测正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压，检测流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率；

第一计算单元，用于计算第一感应电压与第一电流变化率的比值，所述第一感应电压与第一电流变化率的比值为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感的电感值；

第二检测单元，用于检测负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压，检测流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率；

第二计算单元，用于计算第二感应电压与第二电流变化率的比值，所述第二感应电压与第二电流变化率的比值为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感的电感值；

第三计算单元，用于计算所述第一杂散电感的电感值和所述第二杂散电感的电感值的和值，所述和值为所述三电平拓扑的杂散电感的电感值。

7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，将限流电感的一端连接至所述第一开关管的第一端、所述限流电感的另一端连接至所述第三开关管的第一端，所述第一检测单元包括：

第一控制模块，用于控制所述第一开关管和第四开关管持续关断，控制所述第二开关管持续导通，在所述第三开关管的控制端输入至少两个脉冲信号；

第一台阶电压确定模块，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定所述第三开关管上产生的台阶电压，将所述台阶电压确定为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压；

第一电流变化率确定模块，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所述第三开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将所述电流变化率作为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率。

8.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，将限流电感与所述第二箝位二极管并联，所述第二检测单元包括：

第二控制模块，用于控制所述第一开关管、第二开关管和第三开关管持续关断，在所述第四开关管的控制端输入至少两个脉冲信号；

第二台阶电压确定模块，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定所述第四开关管上产生的台阶电压，将所述台阶电压确定为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压；

第二电流变化率确定模块，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所述第四开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将所述电流变化率作为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率。

9.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，将限流电感并联于第一箝位二极管的两端，所述第一检测单元包括：

第三控制模块，用于控制所述第二开关管、第三开关管和第四开关管持续关断，在所述第一开关管的控制端输入至少两个脉冲信号；

第三台阶电压确定模块，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定所述第一开关管上产生的台阶电压，将所述台阶电压确定为正母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第一杂散电感产生的第一感应电压；

第三电流变化率确定模块，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所述第一开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将所述电流变化率作为流经正母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第一电流变化率。

10.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，将限流电感的一端连接至所述第二开关管的第二端、所述限流电感的另一端连接至所述第四开关管的第二端，所述第二检测单元包括：

第四控制模块，用于控制所述第一开关管和第四开关管持续关断，控制所述第三开关管持续导通，在所述第二开关管的控制端输入至少两个脉冲信号；

第四台阶电压确定模块，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定所述第二开关管上产生的台阶电压，将所述台阶电压确定为负母线和正负母线之间的中点所构成回路中的第二杂散电感产生的第二感应电压；

第四电流变化率确定模块，用于在输出第二个脉冲信号的高电平信号之后，确定流经所述第二开关管的电流处于上升阶段时的电流变化率，将所述电流变化率作为流经负母线和正负母线之间的中点所构成回路的电流的第二电流变化率。