[實用新型]一種鏈式電壓型逆變器中功率模塊的旁路電路

無效

• 申請號: 200620133847.8
• 申請日: 2006-09-22
• 公開（公告）號: CN200962569Y
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 劉文輝
• 申請（專利權）人: 劉文輝
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所
• 代理人: 羅文群

技術領域

本實用新型涉及一種鏈式電壓型逆變器功率模塊的旁路電路，屬于電氣自動化設備技術領域。

背景技術

電壓型逆變器廣泛應用于各種變流裝置中，如變頻調速裝置、新型靜止無功補償裝置等。為了實現高壓、大容量的功率輸出，可以采用一種H橋串聯的電壓型逆變器(也稱為鏈式電壓型逆變器)。

H橋串聯的電壓型逆變器在運行過程中，當發生一個H橋功率模塊故障時，為了提高整個逆變器運行的可靠性，需要旁路故障的功率模塊，使整個逆變器可以繼續運行。圖1給出了實現功率模塊旁路的常用電路，它由并聯在功率模塊交流輸出端的單相二極管整流橋(D1-D4組成)和可控硅(或其他半導體開關)SCR組成。當某個功率模塊故障時，功率模塊的功率器件驅動脈沖被封鎖住，之后可控硅SCR被觸發導通，使負載電流從二極管整流橋和可控硅SCR中流過，不影響整個逆變器功率的輸出。

圖1所示的旁路電路在應用中存在以下問題：由于可控硅(或其他半導體開關)陽陰極間能承受的dv/dt(電壓上升速度)有限，當功率模塊中開關器件開始導通時，由于可控硅(或其他半導體開關)兩端電壓為零，功率模塊直流側電壓直接加在可控硅陽陰極間，可控硅會承受超過其耐受能力的dv/dt，導致其誤導通，引發功率模塊交流輸出短路故障。

發明內容

本實用新型的目的是提出一種鏈式電壓型逆變器功率模塊的旁路電路，克服現有技術的不足之處，使得在功率模塊故障時可以被有效地旁路，且在上電后功率模塊開始輸出交流電壓時，旁路電路不會誤動造成功率模塊發生短路故障。

本實用新型提出的鏈式電壓型逆變器功率模塊的旁路電路，包括多個限流電感、單相二極管整流橋、可控硅或半導體開關、過壓吸收電路以及充電電路；所述的功率模塊的兩個交流輸出端分別經過一個限流電感與所述的單相二極管整流橋的兩個交流輸入端相聯；所述的可控硅或半導體開關的陽極與所述的二極管整流橋的直流正輸出端相連，可控硅或半導體開關的陰極與所述二極管整流橋的直流負輸出端相連；所述的過壓吸收電路由吸收電阻和吸收電容串聯而成，過壓吸收電路并接于所述的單相二極管整流橋的兩個交流輸入端；所述的充電電路包括充電電容、充電電阻、放電電阻以及由充電二極管和限流電阻串聯組成的充電支路，所述的充電電容與放電電阻并聯后與所述的充電電阻串聯，再并接于所述的可控硅和半導體開關的兩端，所述的充電支路并接于功率模塊的任意兩個交流輸入端與所述的單相二極管整流橋的直流母線之間。

本實用新型提出的鏈式電壓型逆變器功率模塊的旁路電路，可以在H橋功率模塊上電開始輸出交流電壓之前，所述的可控硅(或其他半導體開關)陽陰極間被預充到一定的電壓，使得功率模塊開始輸出交流電壓時可控硅不會因為承受過高的dv/dt而發生誤導通故障，且功率模塊故障時可以被有效地旁路掉。

附圖說明

圖1為目前常用的旁路電路原理圖。

圖2為本實用新型提出的鏈式電壓型逆變器中功率模塊的旁路電路的電路原理圖。

具體實施方式

本實用新型提出的鏈式電壓型逆變器功率模塊的旁路電路，包括多個限流電感、單相二極管整流橋、可控硅或半導體開關、過壓吸收電路以及充電電路；所述的功率模塊的兩個交流輸出端分別經過一個限流電感與所述的單相二極管整流橋的兩個交流輸入端相聯；所述的可控硅或半導體開關的陽極與所述的二極管整流橋的直流正輸出端相連，可控硅或半導體開關的陰極與所述二極管整流橋的直流負輸出端相連；所述的過壓吸收電路由吸收電阻和吸收電容串聯而成，過壓吸收電路并接于所述的單相二極管整流橋的兩個交流輸入端；所述的充電電路包括充電電容、充電電阻、放電電阻以及由充電二極管和限流電阻串聯組成的充電支路，所述的充電電容與放電電阻并聯后與所述的充電電阻串聯，再并接于所述的可控硅和半導體開關的兩端，所述的充電支路并接于功率模塊的任意兩個交流輸入端與所述的單相二極管整流橋的直流母線之間。

下面結合附圖對本實用新型的電路實施例結構和工作原理作進一步的說明。

如圖1所示，整流橋B1、電容E1及功率半導體開關S1-S4及其反并聯二極管構成H橋功率模塊的主電路，而單相整流橋(二極管D1-D4)及可控硅(或其他半導體開關)構成H橋功率模塊的旁路電路。A、B、C為H橋功率模塊的交流輸入端，O1、O2為H橋功率模塊的交流輸出端。