[发明专利]用于控制电力开关的电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提供电力以控制用于高压应用的电力开关的电源。

背景技术

电力开关（诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)）可用于许多高压应用。IGBT的栅极可借助于相应栅极单元来激励。当IGBT例如被用作逆变器的一部分时，通过使用脉宽调制(PWM)，IGBT被连续开启和关断以获得正弦波形。当IGBT关(阻断)时，IGBT上的电压可用于给栅极单元供电。电力可存储在开关之间，例如电容器中，以确保栅极单元被连续供电。

然而，当IGBT用在IGBT在大部分时间期间都导通的应用中时，诸如用于DC断路器时，则当IGBT阻断时没有可靠的重新发生时间来充能量，以给栅极单元供电。尽管如此，在电源可由主电路通过IGBT供电的情况下，它还是有用的，以减少对于任何外部功率源的需要。

因此，需要提供用于提供电力以控制电力开关的电源，其并不为了运转而要求电力开关阻断。

发明内容

目的是缓解或消除上面描述的问题。

根据第一方面，给出了一种用于提供电力以控制用于高压应用的电力开关的电源。所述电源包括：高压分配器，其设置成连接到所述电力开关的第一电流端子；降压DC/DC转换器，其连接到高压分配器的输出端，其中降压DC/DC转换器设置成向电源的输出端提供输出电压以便控制至少一个电力开关；以及旁路控制单元，其设置成当电力开关上的电压低于阈值电压时控制高压分配器以使高压分配器的主输入端和主输出端短路。这允许所述电源为大范围的输入电压提供适当输出功率。此外，所述电源可连接在电力开关上，消除了对于附加功率源的任何需要。

所述电源可进一步包括：功率限制器，其连接在所述降压DC/DC转换器的输出端与所述电源的输出端之间。用这种方式，确保了栅极单元的适当输出功率。

所述电源可进一步包括：电压极性相关开关，其设置成连接到电力开关的第二电流端子和降压DC/DC转换器的输出端；以及升压DC/DC转换器，其连接到电压极性相关开关和所述电源的输出端。甚至当反向电压施加到电力开关时，电压极性相关开关也允许电源供应电力。通过升压DC/DC转换器，即使到电源的输入电压为低，也确保了来自电源的适当输出电压。

高压分配器可包括多个串联连接的电阻器，它们被有选择地控制成为电力开关的第一电流端子与第一DC/DC转换器之间的电路的一部分。当输入电压为高时，电阻器被连接以降低高压分配器的输出电压。

高压分配器可包括多个串联连接的电容器，它们被有选择地控制成为电力开关的第一电流端子与第一DC/DC转换器之间的电路的一部分。

高压分配器可包括多个串联连接的晶体管，每个晶体管由旁路控制单元单独控制。这些晶体管可被控制成当输入电压为低时导通，由此来旁路高压分配器的电阻器。

旁路控制器可包括：电压分配器，其包括多个电阻器；以及二极管，其设置成阻断来自所述高压分配器的任何电流。对于低压情况，二极管允许电压从电源的输出端提供到旁路控制器以阻断晶体管。另一方面，二极管阻止任何反向电流通过旁路控制器从高压分配器到输出端。

电压极性相关开关可包括二极管桥。

降压DC/DC转换器可包括齐纳二极管以控制其输出电压。

说明书和权利要求书中的词语“多个”被解释为是指“多于一个”。

一般而言，在权利要求书中使用的所有术语都要根据它们在本技术领域中的普通意义进行解释，除非在本文另有明确定义。对“一个/该单元、设备、组件、构件、步骤等”的所有提及都要被开放性地解释为该单元、设备、组件、构件、步骤等的至少一个实例，除非另有明确声明。本文描述的任何方法步骤都不是必须按所公开的精确次序执行，除非明确声明了。

附图说明

现在将参考附图通过示例来描述本发明，附图中：

图1是例证本文给出的实施例可应用在其中的环境的示意图；

图2是例证图1的电源以及所连接组件的示意图；

图3是例证图2的高压分配器的实施例的示意图；

图4是例证图2的旁路控制单元的实施例的示意图；

图5是例证图2的降压DC/DC转换器的实施例的示意图；

图6是例证图2的电压极性相关开关的实施例的示意图；以及

图7示出了例证图2的电源的功能的两个图表。

具体实施方式