[实用新型]一种基于全控型变流器件IEGT的大容量H桥功率单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子行业中基于全控型变流器件的功率单元。 

背景技术

随着市场对大容量变换器的需求越来越广泛，电力电子器件技术的不断提升，IEGT开关器件具有作为MOS系列电力电子器件的潜在发展前景，具有低损耗、高速动作、高耐压、有源栅驱动智能化等特点，以及采用沟槽结构和多芯片并联从而具有自均流的特性，使IEGT开关器件在进一步扩大电流容量方面颇具潜力。 

基于IGBT的H桥串联拓扑结构普遍应用于大功率变频领域，但受开关器件耐受的电压、电流水平所限，每个功率单元的容量较小。基于大功率开关器件IEGT的H桥功率单元可以克服这一限制，从而使得H桥串联变换器更容易达到更高的功率水平，因此，研究开IEGT功率单元，通过IEGT功率单元模块实现大容量功率输出是非常重要的，而且IEGT功率单元模块封装方式还可提供众多派生产品，在大、中容量变换器中应用。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于全控型变流器件IEGT的大容量H桥功率单元，该功率单元采用全控型变流器件IEGT，可实现大容量输出，具有超强的通用性，可大大提高其组成的串联H桥结构产品的稳定性和可靠性。 

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现： 

一种基于全控型变流器件IEGT的大容量H桥功率单元，该功率单元以IEGT相模块组成的H桥功率单元为主体，输出幅值和频率可调的交流电压或输出幅值可调的直流电压。 

所述的H桥功率单元由两个内含两个IEGT器件的相模块组成、或一个内含四个IEGT器件的桥模块组成。 

所述的一个相模块包括两个IEGT器件，两个IEGT器件串联在一起，中间连接端引出为输出端；每个相模块还包括缓冲吸收电路和直流滤波电容，直流滤波电容接在正、负母线之间。 

所述的缓冲吸收电路包括电感、电阻、二极管及电容，二极管正极端与电感相连，二 极管负极端与电阻相连，电阻与电感相连；二极管的负极端还连接电容，电容另一端与负母排相连接。 

所述的每个IEGT器件均并联有续流二极管，续流二极管可为内置或外置两种形式。 

所述的功率单元还包括撬杠模块，撬杠模块的两端分别连接在正、负直流母线上。 

所述的撬杠模块包括电流撬杠模块和电压撬杠模块两种，电流撬杠模块由双向晶闸管与电阻串联组成；电压撬杠模块由晶闸管与二极管反并联后，与电阻串联而成。 

所述的功率单元还包括旁路模块，旁路模块并联在H桥功率单元输出端。 

所述的旁路模块由电压传感器VS、两个反向并联的晶闸管SCR1和SCR2、旁路接触器KM并联组成，并联于两个相模块的输出端。 

所述的功率单元还包括斩波模块，斩波模块连接在正、负母线之间。 

所述的斩波模块由全控型开关器件和制动电阻串联而成，全控型开关器件和制动电阻分别反向并联了续流二极管。 

所述的功率单元还包括两个电压传感器，其中一个电压传感器两端连接在正、负直流母线上，用于检测功率单元的直流电压；另一个电压传感器连接在H桥功率单元的输出侧，用于检测输出电压。 

所述的功率单元还包括一个电流传感器，串联在直流母线上，用于检测流过直流母线上的电流。 

所述的IEGT开关器件可单个使用，也可为多个IEGT开关器件串联或并联组成的一组IEGT开关器件。 

所述的IEGT开关器件还可为PP IGBT、IGCT或其它全控型开关器件。 

所述的H桥功率单元可应用于高压变频器、高压静止无功发生器、机车车辆牵引变流器、风力发电变流器领域。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是： 

该功率单元的设计，采用全控型变流器件IEGT，具有优异的模块化结构设计，可实现大容量功率输出，具有超强的通用性及完善的保护，可大大提高其组成的串联H桥结构产品的稳定性和可靠性。 

附图说明

图1为IEGT相模块电气结构示意图； 

图2为不控整流模块电气结构示意图； 

图3为半控整流模块电气结构示意图； 

图4为全控整流模块电气结构示意图； 

图5为斩波模块电气结构示意图； 

图6-1为电流撬杠模块电气结构示意图； 

图6-2为电压撬杠模块电气结构示意图； 

图7为旁路模块电气结构示意图； 

图8为用于链式STATCOM功率单元的电气结构示意图； 

图9为用于两象限高压变频器的功率单元的电气结构示意图；