[發(fā)明專利]一種均壓保護(hù)電路和二極管箝位多電平拓?fù)溲b置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210504477.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN102969881A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申大力;唐益宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市英威騰電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32;H02M7/483
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 唐華明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種均壓保護(hù)電路和二極管箝位多電平拓?fù)溲b置。

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，簡稱IGBT）作為主要的功率開關(guān)器件，應(yīng)用于采用二極管箝位三電平拓?fù)涞碾娏﹄娮友b置中，如中高壓變頻器、風(fēng)電、光伏逆變器、SVG、UPS等。二極管箝位的三電平拓?fù)潆娐啡鐖D1所示，T1，T2，T3，T4是IGBT，T1和T4簡稱為外管，T2和T3簡稱為內(nèi)管，D1、D2、D3、D4是和IGBT并聯(lián)的續(xù)流二極管，D5、D6是箝位二極管。此極管箝位的三電平拓?fù)潆娐酚腥N開關(guān)模式：T1和T2開通，T3和T4關(guān)斷，輸出電壓Uout為正母線電壓P，此時(shí)T3和T4一起承擔(dān)母線電壓；T2和T3開通，T1和T4關(guān)斷，輸出電壓Uout為中點(diǎn)電壓O；T3和T4開通，T1和T2關(guān)斷，輸出電壓Uout為負(fù)母線電壓N，此時(shí)T1和T2一起承擔(dān)母線電壓。參見表1所示。

表1二極管箝位式三電平電路中功率開關(guān)的狀態(tài)表

在對(duì)此二極管箝位三電平拓?fù)潆娐返难芯亢蛯?shí)踐過程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在T1和T2開通,T3和T4關(guān)斷或者T3和T4開通，T1和T2關(guān)斷時(shí)，關(guān)斷的兩個(gè)IGBT在關(guān)斷的開始都為半母線電壓，但隨后內(nèi)管（T2或者T3）的電壓會(huì)逐漸升高，外管（T1或者T4）的電壓會(huì)逐漸降低，關(guān)斷的兩個(gè)IGBT不能均分整個(gè)母線電壓。尤其是整流側(cè)的IGBT，因電流走續(xù)流二極管，不均壓的現(xiàn)象更明顯，電子器件容易因?yàn)檫^電壓而損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種均壓保護(hù)電路和二極管箝位多電平拓?fù)溲b置，該均壓保護(hù)電路應(yīng)用于二極管箝位多電平拓?fù)渲校云诮鉀Q二極管箝位多電平拓?fù)洳痪鶋旱膯栴}，提高多電平電路中電子器件的使用壽命。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種均壓保護(hù)電路，所述均壓保護(hù)電路包括：

濾波電路、第一箝位電路和第一逆變電路；

所述濾波電路連接于電源兩端；所述第一箝位電路的兩端連接在第一逆變電路的箝位點(diǎn)上；所述第一逆變電路的兩端分別與電源的正負(fù)極連接；

所述濾波電路中包括兩個(gè)串聯(lián)的電容，所述第一箝位電路中包括兩個(gè)串聯(lián)的二極管，所述第一逆變電路中包括四個(gè)串聯(lián)的功率開關(guān)器件，其中，濾波電路中兩個(gè)電容的串聯(lián)接點(diǎn)與第一箝位電路中兩個(gè)二極管的串聯(lián)接點(diǎn)連接；

所述第一箝位電路的兩端連接第一均壓模塊，所述第一均壓模塊中至少包括一個(gè)電阻。

在第一種可能的實(shí)施方式中，所述均壓保護(hù)電路還包括第二箝位電路、第三箝位電路、第二逆變電路和第三逆變電路；

所述第二箝位電路的兩端連接在所述第二逆變電路的箝位點(diǎn)上，所述第三箝位電路的兩端連接在所述第三逆變電路的箝位點(diǎn)上；所述第二逆變電路和第三逆變電路的兩端分別與所述電源的正負(fù)極連接；

所述第二箝位電路和第三箝位電路中分別包括兩個(gè)串聯(lián)的二極管，并且所述第一箝位電路中兩個(gè)二極管的串聯(lián)接點(diǎn)、所述第二箝位電路中兩個(gè)二極管的串聯(lián)接點(diǎn)和所述第三箝位電路中兩個(gè)二極管的串聯(lián)接點(diǎn)依次連接；所述第二逆變電路和第三逆變電路中分別包括四個(gè)串聯(lián)的功率開關(guān)器件；

所述第二箝位電路的兩端和所述第三箝位電路的兩端分別并聯(lián)第二均壓模塊和第三均壓模塊，所述第二均壓模塊和所述第三均壓模塊中分別至少包括一個(gè)電阻。

在第二種可能的實(shí)施方式中，結(jié)合第一種可能的實(shí)施方式，所述第一均壓模塊中的電阻、第二均壓模塊中的電阻和第三均壓模塊中的電阻的阻值為60千歐姆至100千歐姆。

進(jìn)一步的，所述第一逆變電路、第二逆變電路和第三逆變電路中的功率開關(guān)器件為絕緣柵雙極型晶體管、金屬半場效晶體管和電力場效應(yīng)管中的一種。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種二極管箝位多電平拓?fù)溲b置，其包括上述任一項(xiàng)所述的均壓保護(hù)電路。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的均壓保護(hù)電路，應(yīng)用于二極管箝位多電平拓?fù)渲校鼍鶋罕Ｗo(hù)電路包括濾波電路、第一箝位電路和第一逆變電路，其中，第一箝位電路的兩端連接一個(gè)均壓模塊，從而當(dāng)?shù)谝荒孀冸娐分幸唤M內(nèi)、外功率開關(guān)器件開通，另一組內(nèi)、外功率開關(guān)器件斷開時(shí)，均壓模塊將關(guān)斷的內(nèi)、外功率器件之間的連接點(diǎn)被有效箝位到母線中點(diǎn)電壓，從而關(guān)斷的內(nèi)、外功率開關(guān)器件能有效均分母線電壓，解決了功率開關(guān)器件過壓或電壓不平衡的問題，并且本發(fā)明所提供的均壓保護(hù)電路結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的均壓效果，使包含該均壓保護(hù)電路的系統(tǒng)工作更加可靠更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中二極管箝位三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖；