浙江大學電氣工程學院、中車株洲電力機車研究所有限公司的研究人員金祝鋒、李威辰、胡斯登、張志學、何湘寧， 在2017年第14期《電工技術學報》上撰文指出， 在大容量電力電子裝置中， 母排的雜散電感在開關器件換流過程中會引入非理想的電壓尖峰， 並使得系統的電磁干擾進一步惡化。
為分析與優化系統性能， 需要對母排的雜散電感進行準確提取。 相比于傳統微分法， 應用積分法提取母排雜散電感具有抗雜訊能力強、計算結果對波形形狀不敏感等優點， 然而在簡單的積分運算中積分時限的選取對計算結果有較大的影響。
提出一種優化的積分形式的母排雜散電感的提取方法， 在傳統積分法的基礎上考慮雜散電阻和測量偏置兩個影響因素， 提高了計算的準確度。 最後， 基於1 200V/3 600A的IGBT雙脈衝測試平臺， 對母排進行有限元模擬， 通過模擬結果與幾種不同方法計算得到的結果進行對比， 驗證了所提方法的有效性與準確性。
隨著我國經濟水準的提高， 大容量電力電子裝置與系統也快速發展。 目前， 商業化絕緣柵雙極性電晶體（Insulated GateBipolar Transistor, IGBT）的電壓等級可以達到6 500V， 電流等級可以達到3 600A， 開關時間約為0.2s。 因此IGBT開關動作時較大的di/dt會在回路中雜散電感的作用下感生出較高的電壓尖峰， 增大了開關器件的電壓應力[1,2]， 同時還會導致高頻雜訊以及輻射污染等問題[3]。
回路中的電容電感、開關器件電感以及連接件電感對電路帶來的不利影響可以通過增加緩衝電路或者引入有源門極控制（Active GateControl, AGC）[4,5]進行削弱， 但由母排雜散電感引入的相關問題難以得到抑制。
具有雜散電感低、電流分佈均勻等優點的疊層母排已經取代傳統銅排成為電力電子裝置中的主要連接件[6,7]。 疊層母排能在很大程度上減小雜散電感， 有效地抑制功率器件關斷電壓尖峰， 從而省去了冗雜的阻容吸收電路， 使電路結構緊湊， 並減小對敏感電路的干擾[8-10]。 疊層母排的雜散電感和載流分佈對母排本身以及系統的電氣性能影響巨大， 因此需瞭解其雜散參數的產生原理， 並較為精確地提取換流回路中的雜散電感，
提取雜散電感的常見方法有三種：解析法[8,11]、數值計算法[12,13]以及測量法。 其中解析法用於結構複雜的疊層母排時計算精度不高。 數值計算法主要有有限元法、部分單元等效電路法等， 都需要對母排進行準確的建模。 測量法可以分為直接測量法[14,15]和間接測量法[6,16]， 其中直接測量法運用阻抗分析儀等高價儀器進行直接測量， 成本較高。 間接測量法通過抓取開關器件的開通與關斷時的瞬態波形， 運用基本的電路原理與器件伏安特性得到相應雜散參數。
在用間接測量法提取母排雜散電感時， 傳統方法是利用雙脈衝測試獲取開關器件的瞬態波形， 得到雜散電感電壓與電流波形，
文獻[18]對IGBT的關斷和開通過程進行了詳細的分析， 指出了關斷過程中反並聯二極體前向恢復電壓對開關管電壓尖峰的影響， 通過換流過程分析選取適用於提取雜散參數的時間段進行雜散電感計算。 這種方法對雜散電感上的電壓計算較准， 但對電流波形的形狀敏感度高， 對計算時間段的選取要求較高， 時間段選取過小時測量誤差較大， 時間段選取過大時i/t關於di/dt的近似關係又難以成立。
文獻[19]在此基礎上提出了一種積分形式的計算方法， 減少了電流波形形狀對計算結果的影響， 但簡單的積分運算對積分時限的選取有一定要求， 當積分時限選取過大時會對結果產生較大的影響， 積分時限選取過小又會受測量誤差的影響。
本文提出一種改進型的雜散電感積分計算方法， 在將傳統的微分運算轉化為積分運算的基礎上， 進一步引入雜散電阻與測量偏置兩個變數， 使得積分運算中積分時限的選取更加自由。 最後基於IGBT雙脈衝測試平臺， 對母排進行建模仿真， 通過將模擬結果與幾種不同雜散電感提取方法的計算結果進行對比， 驗證了改進型積分演算法的有效性和準確性。
圖7 雙脈衝測試平臺實物圖
本文提出了一種優化的母排雜散電感提取方法，直接使用母排的電壓和電流進行計算，消除了直流母線電容、功率器件等雜散電感的影響。同時，採用積分的方式，使得計算結果對電流形狀的變化不敏感，提高了抗噪能力。除此之外，在計算過程考慮了雜散電阻和測量偏置的影響，提高了計算的準確度，減小了測量誤差的影響。
最後基於雙脈衝測試平臺，對母排進行軟體建模仿真，通過模擬結果與幾種不同方法計算得到的結果進行對比，驗證了該方法的有效性與準確性。
圖7 雙脈衝測試平臺實物圖
本文提出了一種優化的母排雜散電感提取方法，直接使用母排的電壓和電流進行計算，消除了直流母線電容、功率器件等雜散電感的影響。同時，採用積分的方式，使得計算結果對電流形狀的變化不敏感，提高了抗噪能力。除此之外，在計算過程考慮了雜散電阻和測量偏置的影響，提高了計算的準確度，減小了測量誤差的影響。
最後基於雙脈衝測試平臺，對母排進行軟體建模仿真，通過模擬結果與幾種不同方法計算得到的結果進行對比，驗證了該方法的有效性與準確性。