圖1（a）所示為工作在pwm整流狀態(tài)的h型橋式pwm變換電路（此圖為正弦波正半波輸入下的等效電路，上半橋的兩只igbt未畫出），圖1（b）為下半橋兩只大功率器件的驅(qū)動信號和相關(guān)的器件波形?，F(xiàn)以正半波工作過程為例進(jìn)行分析（對于三相pwm電路，在整流、逆變工作狀態(tài)或單相dc/dc工作狀態(tài)下，pwm電路的分析過程及結(jié)論基本類似）。
在圖1所示的電路中，在市電電源us的正半周期，將ug2.4所示的高頻驅(qū)動信號加在下半橋兩只igbt的柵極上，得到管壓降波形ut2d。其工作過程分析如下：在t1～t2時刻，受驅(qū)動信號的作用，t2、t4導(dǎo)通（實際上是t2導(dǎo)通， t4處于續(xù)流狀態(tài)），在us的作用下通過電感l(wèi)s的電流增加，在t2管上形成如圖1（b）中ut2d所示的按指數(shù)規(guī)律上升的管壓降波形，該管壓降是通態(tài)電流在igbt導(dǎo)通時的體電阻上產(chǎn)生的壓降;在t2～t3時刻，t2、t4關(guān)斷，由于電感l(wèi)s中有儲能，因此在電感l(wèi)s的作用下，二極管d2、d4續(xù)流，形成圖1（b）中ut2.d的陰影部分所示的管壓降波形，以此類推。分析表明，為了能夠檢測到igbt導(dǎo)通時的管壓降的值，應(yīng)該將在t1～t2時刻igbt導(dǎo)通時的管壓降保留，而將在t2～t3時刻檢測到的igbt的管壓降的值剔除，即將圖1（b）中ut2.d的陰影部分所示的管壓降波形剔除。由于igbt的開關(guān)頻率比較高，而且存在較大的開關(guān)噪聲，因此在設(shè)計采樣電路時應(yīng)給予足夠的考慮。
根據(jù)以上的分析可知，在正常情況下，igbt導(dǎo)通時的管壓降uce（sat）的值都比較低，通常都小于器件手冊給出的數(shù)據(jù)uce（sat）的額定值。但是，如果h型橋式變換電路發(fā)生故障（如同一側(cè)橋臂上的上下兩只igbt同時導(dǎo)通的 “直通”現(xiàn)象），則這時在下管igbt的c～e極兩端將會產(chǎn)生比正常值大很多的管電壓。若能將此故障時的管壓降值快速地檢測出來，就可以作為對igbt進(jìn)行保護(hù)的依據(jù)，從而對igbt實施有效的保護(hù)。