[發(fā)明專利]一種旁路電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710155053.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106849634A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳霆霆;李直;郝翔;李東松;王立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 特變電工新疆新能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11112
• 代理人: 羅建民,鄧伯英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率模塊級(jí)聯(lián)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旁路電路。

背景技術(shù)

在通過(guò)模塊級(jí)聯(lián)輸出交流高壓的應(yīng)用場(chǎng)合，為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一般會(huì)給級(jí)聯(lián)模塊(也可稱為逆變橋)并聯(lián)旁路電路，當(dāng)級(jí)聯(lián)模塊中出現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)功率模塊故障時(shí)，采用旁路電路將故障模塊旁路掉，保證其它功率模塊繼續(xù)正常工作，從而使系統(tǒng)運(yùn)行不受影響。

現(xiàn)有的用于級(jí)聯(lián)模塊的旁路電路主要采用晶閘管或機(jī)械開(kāi)關(guān)(接觸器或者繼電器)實(shí)現(xiàn)旁路。如圖1所示，旁路電路采用晶閘管反向并聯(lián)的方式。具體地，所述旁路電路由交流濾波電路2和晶閘管電路3組成。其中交流濾波電路2包括與級(jí)聯(lián)模塊的一個(gè)交流輸出端連接的交流濾波電感L，和與晶閘管電路3的兩端并聯(lián)的RC串聯(lián)電路；晶閘管電路3由兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管并聯(lián)組成，其兩端分別連接到交流濾波電感L的輸出端和級(jí)聯(lián)模塊的另一個(gè)交流輸出端，每個(gè)晶閘管均需要配置一個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)電路4。當(dāng)級(jí)聯(lián)模塊中的某個(gè)功率模塊發(fā)生故障時(shí)，晶閘管的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)晶閘管電路3開(kāi)始導(dǎo)通，導(dǎo)致逆變橋1被旁路掉，這樣可保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

上述旁路方案必須是晶閘管電路3配交流濾波電路2才能實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)椋孀儤?中的IGBT的開(kāi)關(guān)速度很快，使得逆變橋1輸出端口的電壓變化率du/dt一般在3000V/us以上，而晶閘管對(duì)du/dt的耐受一般在1000V/us，如果超過(guò)這個(gè)值就有可能導(dǎo)致晶閘管在沒(méi)有驅(qū)動(dòng)的情況下誤觸發(fā)，從而導(dǎo)致輸出短路和晶閘管過(guò)流損壞，因此需要在逆變橋1的交流輸出端接入交流濾波電感L，并在晶閘管電路3兩端并聯(lián)RC的方式抑制晶閘管兩端的du/dt值。

在交流濾波電路2中，增大電感L和電容C可以有效降低晶閘管兩端的du/dt值。但是，電容C值增大時(shí)會(huì)使消耗在電阻R上的損耗增加，使得系統(tǒng)的效率降低；電感L值增大時(shí)會(huì)增加功率模塊的體積。另外，LC的引入會(huì)造成功率模塊輸出波形的震蕩，會(huì)在晶閘管陰陽(yáng)極間形成電壓尖峰，所以上述旁路方案對(duì)晶閘管的耐壓能力提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種工作可靠、旁路切換快速、體積小、功耗低的旁路電路。

解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種旁路電路，其并聯(lián)在每個(gè)級(jí)聯(lián)模塊的交流輸出側(cè)，所述旁路電路包括一組全控型開(kāi)關(guān)管，其配置有驅(qū)動(dòng)電路。

可選地，所述旁路電路包括反向串聯(lián)的兩個(gè)全控型開(kāi)關(guān)管。

可選地，所述反向串聯(lián)的兩個(gè)全控型開(kāi)關(guān)管共用一個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)電路。

可選地，所述全控型開(kāi)關(guān)管為IGBT，且反向串聯(lián)的兩個(gè)IGBT的發(fā)射極連接在一起、集電極分別與級(jí)聯(lián)模塊的兩個(gè)交流輸出端連接、柵極連接至同一隔離驅(qū)動(dòng)電路的第一輸出端，所述兩個(gè)IGBT的發(fā)射極連接至所述隔離驅(qū)動(dòng)電路的第二輸出端。

可選地，所述全控型開(kāi)關(guān)管為IGBT，且反向串聯(lián)的兩個(gè)IGBT的發(fā)射極連接在一起、集電極分別與級(jí)聯(lián)模塊的兩個(gè)交流輸出端連接、柵極分別與兩個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)電路的第一輸出端連接，所述兩個(gè)IGBT的發(fā)射極分別與所述兩個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)電路的第二輸出端連接。

可選地，所述全控型開(kāi)關(guān)管為N溝道增強(qiáng)型MOSFET，且反向串聯(lián)的兩個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOSFET的源極連接在一起、漏極分別與級(jí)聯(lián)模塊的兩個(gè)交流輸出端連接、柵極連接至同一隔離驅(qū)動(dòng)電路的第一輸出端，所述兩個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOSFET的源極連接至所述隔離驅(qū)動(dòng)電路的第二輸出端。

可選地，所述全控型開(kāi)關(guān)管為N溝道增強(qiáng)型MOSFET，且反向串聯(lián)的兩個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOSFET的源極連接在一起、漏極分別與級(jí)聯(lián)模塊的兩個(gè)交流輸出端連接、柵極分別與兩個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)電路的第一輸出端連接，所述兩個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOSFET的源極分別與所述兩個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)電路的第二輸出端連接。

可選地，所述全控型開(kāi)關(guān)管的內(nèi)部集成有反向并聯(lián)的二極管，或者外部接有反向并聯(lián)的二極管。

可選地，所述旁路電路還包括與所述一組全控型開(kāi)關(guān)管并聯(lián)的機(jī)械開(kāi)關(guān)。

可選地，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)為繼電器或接觸器。

有益效果：

本發(fā)明所述旁路電路與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠避免在采用晶閘管電路作為旁路時(shí)因承受超過(guò)晶閘管耐受能力的du/dt而誤導(dǎo)通，從而導(dǎo)致交流輸出短路和旁路晶閘管損壞的問(wèn)題出現(xiàn)，可以應(yīng)用在交流輸出端電壓變化率du/dt較大的場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中旁路電路的電路圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種旁路電路的電路圖；