[發明專利]基于同步電源技術的串聯IGBT同步控制裝置

有效

• 申請號: 201710705565.3
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107453595B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 陳炯;馬鈺文;武立平;要智宇;樊麗霞;李晨;王磊;梁振國;竇志強;張慧明
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司陽泉供電公司;上海電力學院
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/088
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 郭受剛

本發明公開了基于同步電源技術的串聯IGBT同步控制裝置，包括IGBT驅動模塊和IGBT同步控制模塊，所述IGBT同步控制模塊與IGBT驅動模塊之間通過線圈對高頻電流耦合進行信號的傳遞；所述IGBT驅動模塊用于驅動IGBT導通工作；所述IGBT同步控制模塊用于產生高頻電流信號控制IGBT驅動模塊。本發明通過同步電源技術解決了串聯的IGBT的同步啟動問題，串聯的多個IGBT同時接收同一個IGBT同步控制模塊發出的高頻電流信號，能夠實現多個IGBT的同步啟動，避免由于控制信號的不同步造成設備的損傷。

技術領域

本發明涉及電路控制領域，具體涉及基于同步電源技術的串聯IGBT同步控制裝置。

背景技術

IGBT串聯使用作為一種較為有效的提高IGBT耐壓的方法，是一項電力電子在高壓電氣設備中應用的重要技術。在IGBT串聯過程中，由于結構的特殊性以及觸發裝置的誤差，實際應用中串聯器件之間會產生動態電壓不均的問題，這將導致過電壓而大大影響器件的使用壽命和電路的工作效率，嚴重時造成設備的損壞。

為了確保IGBT串聯可靠工作，每個IGBT要實現靜態與動態均壓；而動態均壓難度最大，即怎樣保證每個IGBT在開通和關斷瞬間保持一致。目前工程應用研究采用IGBT串聯輔助電路和驅動信號控制補償電路兩個方面實現IGBT串聯動態均壓。采用IGBT串聯輔助電路是指跟隨IGBT兩端的電壓變化去改變柵極控制電壓，這是一種被動式柵極驅動電壓控制方式，通過改變開關動作，抑制IGBT串聯的過電壓。補償式電路(如脈沖變壓器法)，通過對柵極驅動電壓的補償，達到同步關斷。但這兩種方法在實際的運行中，當串聯的IGBT個數很多時，也會引起由于控制信號的不同步造成設備的損傷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是IGBT控制信號不同步，目的在于提供基于同步電源技術的串聯IGBT同步控制裝置，采用高頻電流信號使IGBT控制信號同步，避免由于控制信號的不同步造成設備的損傷。

本發明通過下述技術方案實現：

基于同步電源技術的串聯IGBT同步控制裝置，包括IGBT驅動模塊和IGBT同步控制模塊，所述IGBT同步控制模塊與IGBT驅動模塊之間通過線圈對高頻電流耦合進行信號的傳遞；所述IGBT驅動模塊用于驅動IGBT導通工作；所述IGBT同步控制模塊用于產生高頻電流信號控制IGBT驅動模塊。

本發明通過同步電源技術解決了串聯的IGBT的同步啟動問題，串聯的多個IGBT同時接收同一個IGBT同步控制模塊發出的高頻電流信號，能夠實現多個IGBT的同步啟動，避免由于控制信號的不同步造成設備的損傷。

進一步地，IGBT驅動模塊至少設置一個。本發明不僅適用于少量串聯的IGBT同步控制，還適用于多個串聯的IGBT同步控制的問題。

進一步地，IGBT驅動模塊包括IGBT管Q11、電容C23、電阻R5、整流橋V3、變壓器次級繞組T6，所述變壓器次級繞組T6接收IGBT同步控制模塊的高頻電流信號，所述變壓器次級繞組T6的兩端連接在整流橋V3的兩個輸入端；IGBT管Q11的基極和發射極分別連接在整流橋V3的兩個輸出端，IGBT管Q11的發射極接地，IGBT管Q11的集電極為高壓直流輸出端；所述電阻R5并聯在整流橋V3的兩個輸出端之間，電容C23并聯在電阻R5兩端。本發明通過并聯的電容C23和電阻R5解決了IGBT在導通和關斷控制過程中IGBT的b和e之間電容C_be電容不均導致驅動不同步的問題。

進一步地，基于同步電源技術的串聯IGBT同步控制裝置，還包括IGBT均壓模塊，所述IGBT均壓模塊包括電阻R1和電容C1，所述電容C1并聯在IGBT管Q11兩端，所述電阻R1并聯在電容C1兩端。