[實用新型]帶有電子式負載電流閥的電路安排

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420343136.8
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN204244062U
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡爾·尼斯曼;佐爾坦·克勞斯;曼紐爾·芒奇;A·福爾克;德克·赫爾梅林;曼弗雷德·布魯克曼
• 申請（專利權(quán)）人: 艾思瑪太陽能技術(shù)股份公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;王漪

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種帶有至少兩個串聯(lián)連接的電子式負載電流閥的電路安排。

背景技術(shù)

在本申請的背景下，負載電流閥是指有源受控的或無源工作的電子式開關(guān)器，尤其是半導(dǎo)體功率開關(guān)器，例如雙極功率開關(guān)器、IGBT(絕緣柵雙極晶體管)，MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)以及還有單獨地或在一個總體上作為負載電流閥生效的功能電路中的二極管。

此類的負載電流閥例如在用于在寬的電壓和電流范圍內(nèi)將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的逆變器橋的背景下是已知的。為了實現(xiàn)高的介電強度(Spannungsfestigkeit)，已知的是，將兩個或更多個負載電流閥串聯(lián)連接，由此使總安排的介電強度相對于單獨的負載電流閥提升一個與串聯(lián)連接的負載電流閥的數(shù)目相對應(yīng)的因數(shù)。然而只有當在每個負載電流閥上電壓降低相同時，才能實現(xiàn)這種理想情況。特別相關(guān)的是當負載電流閥不導(dǎo)通時的情況，因為那時通常在該總安排上施加最大的電壓。在并非所有串聯(lián)接通的負載電流閥具有相同的介電強度的情況下，當在這些單獨的負載電流閥上降低的電壓根據(jù)這些單獨的元件的介電強度來分配時，達到了該負載電流閥的串聯(lián)連接的盡可能最大的介電強度。

電壓在負載電流閥上所出現(xiàn)的不希望的分布在現(xiàn)有技術(shù)中可以如下地進行平衡，將負載電流閥的斷開的時間點相對彼此偏移。所希望的電壓分?布能夠以此方式進行設(shè)定，但是對于許多應(yīng)用情況并非在所有的工作條件下精準地進行設(shè)定，尤其是因為電壓分布至少部分地通過在這些負載電流閥之間的不同的電荷載體的解離速率(Abbaurate)、在實施為半導(dǎo)體開關(guān)器的負載電流閥的空間電荷區(qū)域之內(nèi)并且因此只有在負載電流閥的實際的斷開之后才進行。

為了實現(xiàn)電壓向這些單獨的負載電流閥上均勻的(或者在特定的其他比率下預(yù)先給定的)分配，一個簡單的解決方案在于將電阻器與這些單獨的負載電流閥串聯(lián)連接。然而這種安排的缺點是，一個已知的電流永久地流過這些并聯(lián)連接的電阻器，該電流產(chǎn)生了該總安排的損耗功率。通過這種損耗功率，一方面降低了該電路安排的效率。另一方面，在某些情形下需要設(shè)置這些電阻器的冷卻器，以便該冷卻器將這種損耗功率作為熱從這些電阻器排出，這增加了該電路安排中的構(gòu)造耗費。

由文獻DE?198?50?840?A已知一個另外的解決方案，其中替代于多個電阻器，將一個電阻器和電容的串聯(lián)電路與一個耦接二極管(Koppeldiode)一起同這些負載電流閥并聯(lián)連接。此外，設(shè)置了一個針對電容器的終端荷電裝置(Endladevorrichtung)，這些裝置如下地控制這些電容器的終端荷電，使得實現(xiàn)向這些負載電流閥上的所希望的電壓分配。通過這種解決方案可以有效地阻止長期流動的平衡電流，然而這個解決方案要求相對高的建造耗費。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的一個目的是，提供一種開篇所述類型的電路安排，其中可以用很少的耗費和最小的損耗功率實現(xiàn)向所存在的負載電流閥上的所希望的電壓分配。

這個目的是通過具有獨立權(quán)利要求特征的電路安排實現(xiàn)的。有利設(shè)計和改進方案是從屬權(quán)利要求的主題。

開篇所述類型的本實用新型的電路安排的突出之處在于，這些負載電流閥中的至少一個與一個可控的平衡元件并聯(lián)連接，其中該并聯(lián)連接的平衡元件的操控如下地設(shè)置，使得在這些負載電流閥上降低的電壓相對彼此根據(jù)預(yù)先給定的比率來設(shè)定。

通過使用與至少一個負載電流閥并聯(lián)連接的一種可控的平衡元件，可以開始圍繞該負載電流閥的電荷載體的偏移，由此能夠設(shè)定在該負載電流閥處的電壓降低，尤其是在未接通的狀態(tài)下。通過受控地開始這種電荷偏移，只有為了實現(xiàn)所希望的電壓分配的最低必要的電荷流過與這些負載電流閥并聯(lián)安排的電流支路。于是，與從現(xiàn)有技術(shù)已知的預(yù)先固定給出的電阻器不同，實現(xiàn)了一種所希望的電壓分配，例如在這些負載電流閥上具有相同大小的降低的電壓，而沒有轉(zhuǎn)化出不必要地高的損耗功率。

可設(shè)想的是，在所述的負載電流閥的串聯(lián)電路中安排有其他的負載電流閥，這些其他的負載電流閥沒有并聯(lián)連接的平衡元件。尤其在其電勢接近接地的負載電流閥中，通常不存在對電荷平衡的要求，因為在這些開關(guān)器處應(yīng)當預(yù)期沒有過高比例的電壓降。在此，本實用新型應(yīng)當明確地同時包括一個帶有并聯(lián)的平衡元件的負載電流閥和一個沒有此類平和元件的負載電流閥的串聯(lián)電路。

在該電路安排的一個優(yōu)選的設(shè)計中，這些可控的平衡元件是晶體管，并且尤其是小信號雙極晶體管(Kleinsignal-Bipolartransistoren)或IGBT。