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(huà)出），圖1（b）為下半橋兩只大功率器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和相關(guān)的器件波形。現(xiàn)以正半波工作過(guò)程為例進(jìn)行分析（對(duì)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(guò)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(dòng)信號(hào)加在下半橋兩只igbt的柵極上，得到管壓降波形ut2d。其工作過(guò)程分析如下：在t1～t2時(shí)刻，受驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用，t2、t4導(dǎo)通（實(shí)際上是t2導(dǎo)通， t4處于續(xù)流狀態(tài)），在us的作用下通過(guò)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(shí)的體電阻上產(chǎn)生的壓降;在t2～t3時(shí)刻，t2、t4關(guān)斷，由于電感l(wèi)s中有儲(chǔ)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(cè)到igbt導(dǎo)通時(shí)的管壓降的值，應(yīng)該將在t1～t2時(shí)刻igbt導(dǎo)通時(shí)的管壓降保留，而將在t2～t3時(shí)刻檢測(cè)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(kāi)關(guān)頻率比較高，而且存在較大的開(kāi)關(guān)噪聲，因此在設(shè)計(jì)采樣電路時(shí)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(shí)的管壓降uce（sat）的值都比較低，通常都小于器件手冊(cè)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(shí)導(dǎo)通的 “直通”現(xiàn)象），則這時(shí)在下管igbt的c～e極兩端將會(huì)產(chǎn)生比正常值大很多的管電壓。若能將此故障時(shí)的管壓降值快速地檢測(cè)出來(lái)，就可以作為對(duì)igbt進(jìn)行保護(hù)的依據(jù)，從而對(duì)igbt實(shí)施有效的保護(hù)。