[發明專利]一種H橋和半H橋通用電路模塊

無效

• 申請號: 201210000692.0
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102545566A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 胡鵬飛;江道灼;郭捷;周月賓;梁一橋
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02M1/20
• 分類號: H02M1/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種H橋和半H橋通用電路模塊。

技術背景

隨著電力電子技術的飛速發展，全控型電力電子器件（如IGBT、IGCT、MOSFET和GTO等）發展使用越來越廣泛，模塊化級聯型電壓源換流器目前已經廣泛應用于大功率電力電子設備制造技術、電力傳動技術、柔性交流輸電技術以及高壓直流輸電技術等領域。目前級聯型電壓源換流器的級聯子模塊電路，一般是全控型電力電子器件構成的H橋和半H橋。例如級聯型STATCOM（星形或三角形連接）采用H橋模塊級聯，用于補償負荷功率因數或向電力系統提供無功；模塊化多電平換流器（三相全橋連接）既可以采用半H橋級聯模塊，又可以采用H橋級聯模式，甚至是H橋、半H橋混合級聯模式，用于構成新型高壓直流輸電、柔性交流輸電等裝置的核心部件，或構成大功率逆變器、變頻器。

以上所述的基于H橋、半H橋級聯型電力電子設備，輸出的電壓波形質量高、諧波含量小、電壓等級高，用在電力電子和電力系統領域顯示出非常優越的性能。因此目前針對H橋、半H橋級聯型電力電子設備的研究非常熱門，但是對于一個既能使用半H橋級聯，又能使用H橋級聯的電力電子設備，兩種級聯方式下的控制策略和運行效果都是不同的，所以進行對比實驗非常必要，而常規的H橋和半H橋只能滿足一種電路拓撲，要改變電路拓撲需要重新搭建電路。本發明H橋和半H橋通用電路模塊能很好解決這個問題，只需要一個控制量就能實現H橋和半H橋的轉換，非常方便，對于該類設備的研究具有非常重要的價值和意義。

發明內容

本發明的目的旨在針對現有技術的不足，提供一種H橋和半H橋通用電路模塊。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種H橋和半H橋通用電路模塊，它包括四個可控功率半導體器件、四個二極管、三個雙向可控開關、一個單刀雙擲開關和兩個電解電容；雙向可控開關可以為雙向可控硅、電磁繼電器等；可控功率半導體器件可以為IGBT、MOSFET、SCR等。

進一步地，所述可控功率半導體器件為IGBT，所述四個二極管D1~D4分別反并聯在四個IGBT?T1~T4的集電極和發射極之間，第一IGBT?T1的發射極和第二IGBT?T2的集電極相連，第三IGBT?T3的發射極和第四IGBT?T4的集電極相連，第一IGBT?T1的集電極和第一電解電容C1的正極相連，第二IGBT?T2的發射極和第一電解電容C1的負極相連，第三IGBT?T3的集電極和第二電解電容C2的正極相連，第四IGBT?T4的發射極和第二電解電容C2的負極相連，第一雙向可控開關S1的兩端分別和第一IGBT?T1的集電極和第三IGBT?T3的集電極相連，第二雙向可控開關S2的兩端分別和第二IGBT?T2的發射極和第四IGBT?T4的發射極相連，第三雙向可控開關S3的兩端分別和第二IGBT?T2的發射極和第四IGBT?T4的集電極相連，單刀雙擲開關K1第一開關觸點Ka和第四IGBT的集電極相連，第二開關觸點Kb和第四IGBT?T4的發射極相連，第一IGBT?T1的發射極作為第一輸出端子A，單刀雙擲開關K1的刀片作為第二輸出端子B。

進一步地，，所述可控功率半導體器件為MOSFET，四個二極管D1~D4分別反并聯在四個MOSFET?T1~T4的漏極和源極之間，第一MOSFET?T1的源極和第二MOSFET?T2的漏極相連，第三MOSFET?T3的源極和第四MOSFET?T4的漏極相連，第一MOSFET?T1的漏極和第一電解電容C1的正極相連，第二MOSFET?T2的源極和第一電解電容C1的負極相連，第三MOSFET?T3的漏極和第二電解電容C2的正極相連，第四MOSFET?T4的源極和第二電解電容C2的負極相連，第一雙向可控開關S1的兩端分別和第一MOSFET?T1的漏極和第三MOSFET?T3的漏極相連，第二雙向可控開關S2的兩端分別和第二MOSFET?T2的源極和第四MOSFET?T4的源極相連，第三雙向可控開關S3的兩端分別和第二MOSFET?T2的源極和第四MOSFET?T4的漏極相連，單刀雙擲開關K1第一開關觸點Ka和第四MOSFET?T4的漏極相連，第二開關觸點Kb和第四MOSFET?T4的源極相連，第一MOSFET?T1的源極作為第一輸出端子A，單刀雙擲開關K1的刀片作為第二輸出端子B。