[发明专利]一种T型三电平逆变器的保护方法、装置及逆变电路

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种T型三电平逆变器的保护方法、装置及逆变电路。

背景技术

T型三电平逆变拓扑（如图1所示）在不间断电源、光伏逆变器等领域应用越来越普遍。不同于I型三电平逆变拓扑(I型三电平逆变拓扑在短路关断时要先关外管，再关内管)，一般都认为T型三电平逆变拓扑短路关断时不需要特殊考虑，可以4个开关管，即开关管T1、开关管T2、开关管T3和开关管T4同时关断，甚至认为T型三电平逆变拓扑可以工作在两电平半桥模式。

然而，在实际应用中，短路时或者大电流关机时T型三电平逆变拓扑的4个开关管同时关断，竖桥上的开关管T1/开关管T4可能工作在两电平状态，电压应力可能超出器件反向偏置安全工作区（RBSOA，Reverse Biased Safe Operating Area），导致开关管失效；在暂态如逐波限流时，4个开关管同时关断，器件热应力也大大增加，有热损坏的风险。

当图1所示的逆变器发生异常保护时(如过流保护、过压保护、短路保护等)，4个开关管同时关断，可能存在两电平工作关断，例如，在市电信号的正半周时，开关管T4关断，开关管T2长通，假设开关管T1导通时(对应开关管T3关断)，负载发生短路，开关管T1、开关管T2、开关管T3和开关管T4全部关断，则在T1关断时，可能通过二极管D4续流，此时换流回路为电容C1、开关管T1、二极管D4和电容C2，采用这个换流回路时，逆变器工作在两电平模式，这个换流回路相对于该逆变器在正常工作时的换流回路电容C1、开关管T1、开关管T2和二极管D3会增大，因此，由电容C1、开关管T1、二极管D4和电容C2构成的换流回路中的漏感也会增大，这会导致逆变器输出的电压的尖峰过高，并且在由电容C1、开关管T1、二极管D4和电容C2构成的换流回路中，由于电容C1和电容C2串联，因此，由C1和C2串联后的构成的吸收电容的对逆变器输出的电压的尖峰的吸收作用也会减小，导致关断时的尖峰电压远大于逆变器正常工作时的尖峰电压。如果频繁发生逐波限流，那么逆变器会频繁工作在两电平模式，则损耗非常集中，逆变器的竖桥上的开关管及二极管（开关管T1、开关管T4、二极管D1和二极管D4）存在热失效的风险。

综上所述，现有的T型三电平逆变器在发生过流保护时，由于4个开关管同时关断，这会导致T型三电平逆变器工作在两电平模式，从而导致该逆变器关断时的尖峰电压远大于逆变器正常工作时的尖峰电压，这会导致逆变器的竖桥上的开关管及二极管存在热失效的风险。

发明内容

本发明实施例提供了一种T型三电平逆变器的保护方法、装置及逆变电路，用以解决现有的T型三电平逆变器在发生过流保护时，由于4个开关管同时关断，从而导致该逆变器关断时的尖峰电压远大于逆变器正常工作时的尖峰电压，进而导致逆变器的竖桥上的开关管及二极管存在热失效的风险的问题。

第一方面，提供一种逆变器的保护方法，包括：

确定T型三电平逆变器处于异常状态或者接收到关机指令；

停止向所述T型三电平逆变器中的竖桥上的开关管输出控制信号；

从所述停止向所述T型三电平逆变器中的竖桥上的开关管输出控制信号的时刻起，经过第一预设时长后，停止向所述T型三电平逆变器中的横桥上的开关管输出控制信号，所述控制信号用于控制所述T型三电平逆变器中的开关管。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述T型三电平逆变器处于异常状态包括：所述T型三电平逆变器输出的电流大于第一阈值，且所述T型三电平逆变器中的开关管处于接收控制信号的状态。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，当确定所述T型三电平逆变器处于异常状态时，在停止向所述T型三电平逆变器中的横桥上的开关管输出控制信号之后，所述方法还包括：

确定所述T型三电平逆变器输出的电流不大于第一阈值；

分别向所述T型三电平逆变器中的横桥上的开关管输出开通信号，所述开通信号用于控制所述横桥上的开关管导通；

从所述分别向所述T型三电平逆变器中的横桥上的开关管输出开通信号的开始时刻起，经过第二预设时长后，向所述T型三电平逆变器中的横桥上的开关管输出控制信号；

从所述向所述T型三电平逆变器中的横桥上的开关管输出控制信号的开始时刻起，经过第三预设时长后，向所述T型三电平逆变器中的竖桥上的开关管输出控制信号。

第二方面，提供一种逆变器的保护装置，包括：确定模块，用于确定T型三电平逆变器处于异常状态或者接收到关机指令；