[發明專利]控制功率半導體器件閥組的電源裝置

有效

• 申請號: 201310284624.6
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103326592A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 施多夫·亞利山大;許蓓蓓;張曉輝;左強
• 申請（專利權）人: 榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/5387;H02M3/156
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明是在電力電子行業內以動力電子技術為基礎，控制功率半導體器件（SCR,?GTO,?IGCT,?IGBT以及其它）構成一個或是幾個高壓閥組的電源裝置。

背景技術

背景技術中，專利US?4,747,036,?Int.?Cl.?HO2H?7/125中，見該參考專利的圖1，在電源光隔離回路11到14上串聯有可關斷可控硅GTO?1到4，包括電源AC100；隔離變壓器111到114，在每一個隔離變壓器上都有光隔離回路（11到14），并且串聯有整流器回路和DC調節器（在圖1中并沒有指示，但是正文中提到），每個隔離變壓器111...114輸入端與AC100電源的端出端相連，而輸出端與光隔離回路11...14的整流器回路輸入端相連。

在這個專利中有下列不足之處：它的難點是在每一個隔離變壓器111...114上的一次繞組與二次繞組之間的絕緣必需在可關斷可控硅?1...4的動力串聯回路上的完整電壓進行工作，當可關斷可控硅的數量很多時，即工作電壓增加就很難在現實中實現。在隔離變壓器111...114的一次與二繞組之間的大量分布電容極大影響每個可關斷可控硅在整流過程中的控制，降低了整個裝置的安全性。所以在使用中要避免這點。

專利US?7,009,853?B2,?Int.?Cl.?H02M?3/335公開了一種具有整流作用控制串聯動力開關器件構成高壓閥組的電源裝置，它包括有交流電源；有整流作用的電源變壓器控制每個原器件；有整流作用的電源變壓器一次側繞組是串聯回路，它是以高壓導線穿過有整流作用的電源變壓器磁環形式出現的，并且連接在交流電源的輸出端；對于每個有整流作用的電源變壓器包括有輸出電壓調節器，調節器由整流器組成，并且連接在有整流作用電源變壓器的二次側繞組上；還包括輸出電容器和電子開關，整流器的輸出端與電容器的輸出端相連或者是與整流器輸出端的旁路相連，電源變壓器至少有一個附加繞組，除此之外交流電源是以降壓變頻器形式出現的。裝置的具體接線形式見圖3，交流電源WQ中包括正直流降壓變頻器（開關Q，電感線圈L，二極管D，調節系統PWM），在輸入端有直流電壓源GQ，在輸出端有開關Qa,?Qb,?Qc和Qd，并且它們是以橋的形式連接，表示每個都為獨立的電流逆變器，除此之外還有二極管DCL，就是連接在直流降壓變頻器輸出端和它的輸入端上。在這個專利的正文中指出電源是以諧振變頻器的形式出現的。

這個專利中有下列不足之處：當有整流作用的電源變壓器數量增加并且連接導線長度過長時，特別是，如果是在由多個高壓閥組結構的情況下交流電源WQ會有附加的分布電感。在此時系統中的交流電源WQ會有負載，區別于電壓源的特性，當電流逆變器（Qa,?Qb,?Qc和Qd）極性方向發生改變時電流不能快速的發生變化。而因為直流降壓變頻器（Q,?L,?D,?PWM）有很高的輸出阻抗，它確定了線圈L的電感，部分從直流降壓變頻器輸出端過來的輸出電流經過二極管DCL的輸入回到了反方向。對于想要交流電源WQ更高效地工作就需要在直流降壓變頻器上（Q,?L,?D,?PWM）有更高的電壓VDC，并且獨立電流逆變器上的整流開關Qa,?Qb,?Qc?和Qd要有很低的頻率，這樣就使整個裝置的電源變壓器體積增大并且重量也會很大。增大交流電源的功率就會降低它的安全性。當上述獨立電流逆變器在有功電感負載條件下工作時，并且電源變壓器一次繞組由多個串聯連接，高壓閥組由若干個構成同時連接導線長度很長的情況下，整流開關Qa,?Qb,?Qc和Qd上的電磁干擾很大，影響系統中各種電子元件的正常工作。如果在電源上使用諧振變頻器，電流經過開關的輸出端時數值會很大，?經過這些開關元件部分能量在電感與電容之間的諧振轉換需要與之相對應的電流進行選擇計算。必需要指出的是一個交流電源WQ只能保證一個有整流作用的電源變壓器一次側繞組的串聯連接，不能保證在并聯連接時若干個動力閥組的正常工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種控制功率半導體器件閥組的電源裝置，該裝置在簡化并提高了安全運行的同時，降低了整流損耗以及減小了出現在元器件上干擾，可以用于半導體器件構成的一個高壓閥組也可以用于幾個高壓閥組。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：