[發(fā)明專利]一種IGCT換流器模塊的高位自取能電源設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110253220.5
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112910229B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾嶸;趙彪;白睿航;余占清;陳政宇;周文鵬;吳錦鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H02M1/096
• 分類號: H02M1/096;H02M3/137
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本發(fā)明公開了一種IGCT換流器模塊的高位自取能電源設(shè)計方法，該方法包括：確定模塊內(nèi)供電形式；確定電源隔離電壓；確定電源輸出功率；根據(jù)確定的所述模塊內(nèi)供電形式、電源隔離電壓、電源輸出功率，設(shè)計控制側(cè)供電電源。通過該方法，一方面，當(dāng)直流電容施加電壓UDC，弱電側(cè)與模塊任一部位電壓差值均不大于UDC/2，有利于避免局部放電，減小絕緣間隔，促進(jìn)模塊緊湊化；另一方面，減少了供電電源的隔離輸出路數(shù)，有助于供電電源低成本、高可靠性、小型化的設(shè)計。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電源設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種IGCT換流器模塊的高位自取能電源設(shè)計方法。

背景技術(shù)

在換流器場景中，由于電磁環(huán)境復(fù)雜，模塊所有的弱電設(shè)備(例如器件驅(qū)動、就地板、傳感器等)都需要連接模塊中一固定電位(例如直流電容負(fù)極、直流電容中性點(diǎn))作為其參考地(以下簡稱接地)，進(jìn)而加設(shè)電磁干擾屏蔽與保護(hù)。

在ICGT換流器模塊(例如半橋模塊、全橋模塊、二極管箝位三電平模塊)中，由于IGCT采用集成門極驅(qū)動設(shè)計，其弱、強(qiáng)電側(cè)具有復(fù)雜的電氣連接關(guān)系，沒有隔離，會將強(qiáng)電側(cè)的電位引入弱電側(cè)，在弱電側(cè)供電、接地時，可能導(dǎo)致電位沖突，引起短路。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種IGCT換流器模塊的高位自取能電源設(shè)計方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種IGCT換流器模塊的高位自取能電源設(shè)計方法，該方法包括：確定模塊內(nèi)供電形式；確定電源隔離電壓；確定電源輸出功率；根據(jù)確定的所述模塊內(nèi)供電形式、電源隔離電壓、電源輸出功率，設(shè)計控制側(cè)供它它源。

進(jìn)一步的，所述確定模塊內(nèi)供電形式，包括：根據(jù)模塊電壓等級與接地方案，確定模塊內(nèi)供電形式；

所述確定電源隔離電壓，包括：

根據(jù)模塊額定電壓，確定電源隔離電壓；

所述確定電源輸出功率，包括：

根據(jù)各個IGCT驅(qū)動功率，確定電源輸出功率，其中，IGCT為壓裝封裝集成柵極換向晶閘管。

進(jìn)一步的，所述確定模塊內(nèi)供電形式，包括：方案a和/或方案b；所述方案a為供電電源提供N+1路隔離供電方案，其中，N表示模塊內(nèi)IGCT數(shù)量，對于半橋模塊：N＝2，對于全橋模塊：N＝4；所述方案b為供電電源提供N路隔離供電方案。

進(jìn)一步的，所述方案a的結(jié)構(gòu)電路，包括：供電電源，所述供電電源分別為IGCTT1中的驅(qū)動、IGCTT2中的驅(qū)動、控制測量設(shè)備供電；所述IGCTT1與二極管D1并聯(lián)；所述IGCTT2與二極管D2并聯(lián)；所述IGCTT1、二極管D1的并聯(lián)部分與所述IGCTT2、二極管D2的并聯(lián)部分串聯(lián)；所述IGCTT1與所述二極管D1并聯(lián)部分分別與二極管Ds、電抗器Ls的一端連接；所述二極管Ds的一端分別與電阻Rs、電容Cs的一端連接；所述電阻Rs分別與所述電抗器Ls、電阻RM、電容C0的一端連接；所述電抗器Ls分別與所述電阻RM、電容C0的一端連接；所述電阻RM的一端分別與所述電容C0、電阻RN的一端連接；所述電阻RM和電阻RN相連的一端接地；所述IGCTT2、二極管D2的并聯(lián)部分一端分別與所述電容Cs、電容C0、電阻RN的一端連接；所述電阻Rs的一端與所述電容Cs的一端連接。