[实用新型]一种带有均压保护的串联高压桥臂

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能够对电力电子开关串联桥臂的串联开关器件实施动静态均压、浪涌吸收和箝位保护的电路，属控制技术领域。

背景技术

大功率电力电子开关器件(如IGBT器件)广泛应用于斩波器、变频器、电机调速或软启动、电网SVC等电力电子设备中。由于单只电子开关器件的耐压有限，当电压较高时，往往须将数只开关器件串联使用。多个电子开关器件串联使用时，由于各开关器件开关时间存在微小差异或主电路杂散电感以及感性负载等引起的反电势，常使个别开关器件承受过高电压而损坏。因此，必须对串联的电子开关器件实施动静态均压保护。目前，动静态均压电路一般有DCR保护电路、采用稳压器的DCR改进电路等。普通的DCR保护电路的缺点是过压时的能量泄放慢，甚至有时起不到保护作用；采用斩波式稳压器的保护电路时，由于斩波器电源基准各不相同，则存在各电源的高位耦合取能问题，且电路较为复杂；如果稳压器采用稳压管，由于正常静态均压时稳压管只能工作在高阻状态，而高阻时漏电流小的器件承受电压就较大，这就可能导致静态分压的不均匀。

发明内容

本实用新型用于克服现有技术的缺陷、提供一种结构简单、动静态均压效果好，可吸收浪涌电压，能够对电子开关器件实施可靠保护的带有均压保护的串联高压桥臂。

本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的：

一种带有均压保护的串联高压桥臂，它包括多个电路结构相同的均压保护单元电路，每一个均压保护单元电路并联连接在串联桥臂的一个电子开关器件上，每个均压保护单元电路均由小无感电阻R2、大无感电阻R2和无感电容C组成，所述小无感电阻R1、大无感电阻R2串联连接后并联于电子开关器件上，无感电容C并联于大无感电阻R2上。

上述带有均压保护的串联高压桥臂，所述均压保护单元电路增设一个瞬态电压抑制二极管DZ，瞬态电压抑制二极管DZ并联于大无感电阻R2上。

上述带有均压保护的串联高压桥臂，所述均压保护单元电路增设一个快速二极管D，快速二极管D并联于小无感电阻R1上。

本实用新型采用无源无感元件组成，工作时，由n个单元电路中的小无感电阻R1、大无感电阻R2串联构成分压电路(电阻R2阻值远大于电阻R1，分压作用主要取决于电阻R2)，使加在每只电力电子开关两端的静态电压值相等，实现静态均压。动态均压由n个单元电路中的快速二极管D与小无感电阻R1并联后和无感电容C相串联组成等效的RC电路来实现。由于与每只电力电子开关呈并联关系的无感电容C两端的电压不能突变，使每只电力电子开关两端电压在关断瞬间也不能突变，从而实现动态均压。当某只电力电子开关两端由于某种原因出现浪涌电压时，首先由无感电容C吸收浪涌电压，当电容C上的电压达到瞬态二极管DZ的击穿电压时，瞬态二极管DZ由高阻抗骤然变为低阻状态，将电容C上的多余能量迅速泄放掉，保证了功率器件的安全。本实用新型结构简单、动静态均压效果好，可吸收浪涌电压，能够对串联使用的电子开关器件实施有效、可靠的保护，大大提高了高压电力电子开关串联桥臂工作的可靠性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型的电原理图。

图中各标号为：EP1～EPn、均压保护单元电路，IGBT1～IGBTn、带反并联二极管的IGBT，DZ、瞬态电压抑制二极管，D、快速二极管，C、无感电容，R1、小无感电阻，R2、大无感电阻。

具体实施方式

参看图1，均压保护单元电路EP1～EPn的个数n与高压桥臂串联的电力电子开关的数量相对应，串联的电力电子开关的数量由串联高压桥臂所接的额定直流电压及每只电力电子开关应承受的最大工作电压来决定。

本实用新型的特点是，串联桥臂动静态均压保护电路采用无源无感元件组成，电路结构简单，省去了每个保护电路中斩波式稳压器的高位取能电源电路，动态、静态均压性能良好，响应速度快，瞬态浪涌电压抑制响应速度小于1×10^-12S，可大大提高高压电力电子开关串联桥臂工作的可靠性。适用于各种高压斩波器、高压变频器、高压电机调速或软启动、高压电网SVC等各种电气控制设备中的电力电子开关串联桥臂的动静态均压保护。