不失一般性，在后面的分析中如无特殊指出，都以图7-39c所示换流过程为分析对象。首先来分析换流过程的初始和最终状态，即桥臂中的器件处于稳态（通态或者阻态）时器件之间的相互影响。

分析案例1：桥臂中的器件稳态判断。

将图7-39c中的初始状态，即0110状态，重画如图7-40所示。其中为了使直流母线的上、下电压有所区分，使用了U₁和U₂来分别标称。

图7-40 0110状态下， 电流流出

图中给出了实际电流的通路，可以认为该通路上的各点电位相等。假设吸收电路也处于稳定状态，吸收电感两端的电位相等。此时来看T₁～T₄各开关器件的控制逻辑和它们在桥臂中的稳态。

T₁：控制逻辑是0，电路中为阻态，其两端电压为上半边母线电压U₁；

T₂：控制逻辑是1，电路中为通态，流经电流，两端压降为通态压降；

T₄：控制逻辑是0，实测电路中为阻态，其两端电压为下半边母线电压U₂。

有趣的是T₃状态，其控制逻辑是1，即控制系统中认为是通态，而实际电路中没有流经电流。同时需要注意的是，T₃中没有电流流过，但是实测其两端几乎不承担压降。此时从逆变器电路的角度，即从器件外特性的角度，无法判断T₃的状态。需要从器件内部机制来分析，IGCT的核心GCT部分是4层3结结构，没有电流流过时，器件中的大部分元胞会低于维持电流而关断。由于门极集成电路的作用，处于该状态下的IGCT仍会保持一定的流通电流能力，但相对于IGCT触发导通时的流通电流能力低，即可以认为此时T₃处于一种不完全导通状态。从控制逻辑上看，T₃的这种状态很容易被忽视，在某些特定条件下，会影响逆变器安全运行。

分析案例2：桥臂中的箝位电路的作用。(www.daowen.com)

将图7-39c中的最终状态重画如图7-41a所示，图中被圈定的两个二极管称作箝位二极管，或者NPC二极管。顾名思义，其作用是使T₁～T₄的开关器件在桥臂稳态时避免承受半边母线以上的电压，准确说是将器件的稳态承压箝位在对应的半边母线中。在器件理想化的拓扑结构分析中，这种箝位二极管能够非常好的发挥其作用。实际应用则不然，图中T₃和T₄导通，T₁和T₂处于阻态，共同承担了直流母线电压，T₁和T₂管中的漏电流会因为器件的个体差异和工作温度的差异表现出不同的数值，此时会出现两种不同的情况。

情况1：T₁中的漏电流小于等于T₂中的漏电流。考虑T₁、T₂和上半边箝位二极管共同节点的电流情况，则此时上半边箝位二极管中流经正向的电流，该电流数值很小，为T₁和T₂两者漏电流的差值。二极管正偏，其两端压降很小可以忽略。此时可以发现T₁两端的电压为U₁，而T₂两端的电压为U₂，即两者的电压被限制在对应的半边母线电压。

情况2：T₁中的漏电流大于T₂中的漏电流。则此时上半边箝位二极管中流经反向的电流，虽然该电流数值依然很小。但是二极管反偏，其两端压降较大，不可忽略。此时可以发现T₁两端的电压小于U₁，而T₂两端的电压则大于U₂，即两者的电压没有限制在对应的半边母线电压。

图7-41 箝位二极管的作用

如果将T₁和T₄这样处于上端和下端的开关器件称作外管，T₂和T₃这种位于中间的开关器件称作为内管，分析其他的换流过程中的稳态情况，该三电平桥臂中有如下的箝位规律：外管的稳态电压在箝位二极管的作用下，总是等于或者小于对应的半边母线电压；内管的稳态电压在箝位二极管的作用下，总是等于或者大于对应的半边母线电压。简单地说，箝位二极管并没有很好地完成对内管的箝位作用。

图7-42 加入平衡电阻的三电平桥臂

解决的方法之一是在桥臂中加入平衡电阻，如图7-42所示，其在情况1的条件，不改变箝位二极管的偏置状态，而在情况2的条件下，通过合理设计平衡电阻的阻值，保证箝位二极管处于正偏置状态，从而避免了箝位二极管反偏造成的T₁和T₂承受电压不平衡，如图7-42b所示。当然，平衡电阻的加入，会增加系统的损耗，降低系统效率，优势是增加了系统的可靠性，所以一般完整的三电平桥臂拓扑结构如图7-42a所示。