[實用新型]一種帶電壓過沖門檻限制的IGBT串聯動靜態均壓電路

有效

• 申請號: 201220650690.1
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN202940722U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 張茂強;汪濤;李樂樂;劉磊;陳赤漢
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02M1/06
• 分類號: H02M1/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本實用新型涉及一種IGBT串聯應用的帶關斷電壓過沖門檻限制的動靜態均壓電路，應用于需要IGBT串聯的需要更高耐壓的電力系統場合。

背景技術

IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor）以較高的工作頻率、相對較大的工作電壓、電流在電氣設備領域得到廣泛的應用。但是，由于單個IGBT電壓等級（目前IGBT的最高電壓等級為6500V）的限制，在更高電壓等級的應用場合，比如高壓逆變器、變頻器、靜態無功發生裝置等，單個IGBT已不能滿足電壓等級的要求，需要多個IGBT串聯使用。

在IGBT串聯應用場合，由于串聯的IGBT開關特性及靜態特性不一致、IGBT驅動信號不同步等原因會造成串聯的各個IGBT上的電壓不均衡，系統內的雜散電感在IGBT關斷過程中會產生電壓尖峰，這些都容易造成IGBT的損壞。國內外有較多關于串聯IGBT動靜態均壓的技術，例如國外專利US6320362B1所述，在圖1所示電路中，通過電阻R1、R2實現IGBT靜態均壓，通過電容C1、C2實現IGBT動態均壓。但圖1中電路在IGBT集射極電壓提高后，由于電阻R2阻值較小，電容C2上的電壓通過電阻R2充放電，電阻R2的損耗會很大，因此國內專利CN200520050491.7對此進行了改進，如圖2所示，均壓電阻上串聯了均壓二極管，使均壓電阻的損耗大大降低。

但專利US6320362B1和CN200520050491.7均是IGBT在關斷時刻一旦有電壓過沖，即使這個電壓過沖對IGBT的安全工作并沒有造成影響，就已經通過門極二極管和門極電阻充電，減緩了IGBT的關斷速度，造成IGBT關斷損耗的增加。

鑒于以上分析，本發明人針對現有的IGBT均壓電路進行改進，本案由此產生。

實用新型內容

本實用新型的目的，在于提供一種帶電壓過沖門檻限制的IGBT串聯動靜態均壓電路，其在實現串聯IGBT動靜態均壓的基礎上，可對超過設定門檻值的關斷電壓過沖進行限制，使IGBT能夠安全高效運行。

為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種帶電壓過沖門檻限制的IGBT串聯動靜態均壓電路，包括兩個均壓電容、兩個均壓電阻、門極電阻、均壓二極管、門極二極管和門極TVS管，其中，第一均壓電阻與第一均壓電容并聯后，該并聯電路的一端連接IGBT的集電極，另一端分別連接第二均壓電容的一端、均壓二極管的陽極和門極二極管的陽極，所述均壓二極管的陰極則經由第二均壓電阻連接第二均壓電容的另一端；所述門極二極管的陰極與門極TVS管的陰極連接，而門極TVS管的陽極經由門極電阻連接IGBT的門極，所述IGBT的功率發射極連接在第二均壓電容與第二均壓電阻之間。

上述第一均壓電阻的阻值是第二均壓電阻的阻值的至少10倍，第一均壓電容的容值是第二均壓電容的容值的至少10倍，均壓二極管的反向耐壓值大于IGBT關斷后其集電極與功率發射極之間的電壓值。

采用上述方案后，本實用新型的有益效果是：本實用新型可以對IGBT關斷電壓過沖進行門檻設定，既保證了IGBT的安全運行，又提高了IGBT的工作效率。

附圖說明

圖1是專利US6320362B1所提供的電路原理圖；

圖2是專利CN200520050491.7所提供的電路原理圖；

圖3是本實用新型的電路原理圖；

圖4是本實用新型的試驗原理圖。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。