[發明專利]IGBT串聯動態均壓控制電路及裝置

有效

• 申請號: 201911117220.1
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN111049364B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 羅欣兒;田杰;余鵬
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02H7/12
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 史治法

本申請提供了一種IGBT串聯動態均壓控制電路及裝置，包括多個依次串聯連接的IGBT管、第一均壓電路、自動切換電路、第二均壓電路、發光組件、脈沖寬度調制器和控制器。每個IGBT管的集電極和發射極兩端均并聯一個第一均壓電路。每個第一均壓電路的兩端均并聯一個自動切換電路。每個自動切換電路的兩端均并聯一個第二均壓電路，且自動切換電路用于根據IGBT管兩端的過電壓控制第二均壓電路是否工作。每個第二均壓電路的兩端均并聯一個發光組件。每個IGBT管的柵極均與脈沖寬度調制器的輸出端電連接。每個發光組件均與控制器電連接，控制器用于確定各個發光組件中首先發光的發光組件，并通過脈沖寬度調制器調整與首先發光的發光組件對應的IGBT管的導通時間。

技術領域

本申請涉及電力電子技術領域，特別是涉及IGBT串聯動態均壓控制電路及裝置。

背景技術

在大量應用電力電子技術系統的高電壓裝置中，單個IGBT無法滿足要求，必須用多個IGBT串聯組成。例如大容量柔性直流輸電系統，其電壓往往達到幾百千伏，其中換流閥就是由大功率的IGBT串聯組成，其閥段器件串聯數量根據輸送電壓由不同容量的IGBT串聯而成。大容量逆變器，動態無功補償電路也經常會使用IGBT串聯結構。

但是IGBT串聯時，由于器件在半導體工藝上造成的靜態參數不同，電路拓撲上造成的動態參數不同，以及柵極驅動信號的不同步，均造成了串聯器件的電壓不平衡。尤其在動態時問題會更加嚴重，有時甚至造成器件因過電壓而損壞。因此亟需一種適合于IGBT串聯動態均壓控制裝置。

發明內容

基于此，有必要針對現有IGBT串聯時，由于器件參數的不同，使得串聯器件的電壓不平衡，存在安全隱患的問題，提供一種IGBT串聯動態均壓控制電路及裝置。

一種IGBT串聯動態均壓控制電路，包括：

多個依次串聯連接的IGBT管；

第一均壓電路，每個所述IGBT管的集電極和發射極兩端均并聯一個所述第一均壓電路；

自動切換電路，每個所述自動切換電路的第一端和第二端兩端并聯一個所述第一均壓電路；

第二均壓電路，每個所述自動切換電路的第一端和第三端兩端并聯一個所述第二均壓電路，所述自動切換電路用于根據所述IGBT管兩端的過電壓控制所述第二均壓電路是否工作；

發光組件，每個所述第二均壓電路的兩端均并聯一個所述發光組件；

脈沖寬度調制器，每個所述IGBT管的柵極均與所述脈沖寬度調制器的輸出端電連接；以及

控制器，每個所述發光組件均與所述控制器電連接，所述控制器的輸出端與所述脈沖寬度調制器的輸入端電連接，所述控制器用于確定各個所述發光組件中首先發光的所述發光組件，并通過所述脈沖寬度調制器調整與首先發光的所述發光組件對應的所述IGBT管的導通時間。

在其中一個實施例中，所述控制器基于首先發光的所述發光組件調整所述脈沖寬度調制器的死區時間，以調整與首先發光的所述發光組件對應的所述IGBT管的導通時間。

在其中一個實施例中，所述第一均壓電路包括：

第一電阻，所述第一電阻的第一端與所述IGBT管的集電極電連接，所述第一電阻的第二端與所述IGBT管的發射極電連接。

在其中一個實施例中，所述第二均壓電路包括：

第二電阻，所述第二電阻的第一端與所述自動切換電路的第一端電連接，所述第二電阻的第二端與所述自動切換電路的第二端電連接。

在其中一個實施例中，所述第一電阻的阻值是所述第二電阻阻值的二倍。

在其中一個實施例中，所述第二電阻的阻值Rs為：