[發明專利]一種對稱三電平BOOST變換器及其短路保護方法

在審

• 申請號: 202011580223.1
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN114696604A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 別偉;張兵;徐安安;曹金虎;胡凡宇;潘年安;王武博
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/32
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張柳

本發明提供一種對稱三電平BOOST變換器及其短路保護方法，根據該BOOST變換器的后級母線與其內部各路BOOST電路的檢測信息，判斷不同路BOOST電路之間是否存在輸入正負極短路；若存在，則控制輸入正負極短路所涉及的BOOST電路內的開關管支路直通，進而避免對后級母線上下電容過充導致后級母線或半母線過壓，能夠避免母線電容過壓爆裂，以及進而造成的更廣泛區域短路等嚴重次生危害和財產損失。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種對稱三電平BOOST變換器及其短路保護方法。

背景技術

近年來，為了適應電力電子的電壓等級和功率等級要求的不斷提高，多電平變換器越來越受到關注，同時，本領域技術人員為了簡化電路結構，將單輸入變換器替換為多輸入變換器，能夠實現能源的優先利用，并提高其靈活性。

但是，對于兩路或者多路輸入的對稱三電平BOOST拓撲，如果不同路BOOST電路之間存在輸入正負極短路，例如，某一路輸入的正極和另外一路輸入的負極同時短路時，會造成該對稱三電平BOOST拓撲的半母線和全母線過壓；同時，由于母線過壓后直流輸入側和后級電網往往并不會自動切斷，因此，母線過壓容易引起電解電容爆裂并噴出電解液在產品內部任意漫流，進而引起更廣泛的短路，甚至有引發火災的風險。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種對稱三電平BOOST變換器及其短路保護方法，在BOOST電路輸入側短路時，避免后級母線和半母線過壓。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

本發明第一方面提供了一種對稱三電平BOOST變換器的短路保護方法，所述對稱三電平BOOST變換器存在至少兩路BOOST電路，該短路保護方法包括：

根據各路所述BOOST電路及其后級母線的檢測信息，判斷不同路 BOOST電路之間是否存在輸入正負極短路；

若判斷結果為是，則控制所述輸入正負極短路所涉及所述BOOST電路內的開關管支路直通。

優選的，所述控制所述輸入正負極短路所涉及所述BOOST電路內的開關管支路直通，包括：

通過軟件控制或者硬件控制方式，主動控制所述輸入正負極短路所涉及所述BOOST電路內的上下兩個半導體開關管均導通，實現對應開關管支路直通。

優選的，各路所述BOOST電路及其后級母線的檢測信息包括：

所述后級母線的母線電壓或者半母線電壓；及，

各路所述BOOST電路的輸入電壓和輸入電流。

優選的，所述根據各路所述BOOST電路及其后級母線的檢測信息，判斷不同路BOOST電路之間是否存在輸入正負極短路，包括：

判斷所述后級母線的母線電壓或者半母線電壓，以及，各路所述BOOST 電路的輸入電流，是否滿足不同路輸入正負極短路特征；

若所述母線電壓或者半母線電壓，以及，至少一路所述BOOST電路的輸入電壓和輸入電流，滿足所述不同路輸入正負極短路特征，則判定不同路 BOOST電路之間存在輸入正負極短路。

優選的，所述不同路輸入正負極短路特征包括：

至少兩路所述BOOST電路出現輸入串聯的第一不同路輸入正負極短路特征；

至少一路所述BOOST電路的輸入正負極與其他所述BOOST電路的輸入負極出現多點同時短路的第二不同路輸入正負極短路特征；

至少一路所述BOOST電路的輸入正負極與其他所述BOOST電路的輸入正極出現多點同時短路的第三不同路輸入正負極短路特征。