[实用新型]一种静态无功补偿器的功率模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及静态无功补偿器技术领域，尤其涉及一种静态无功补偿器的功率模块。

背景技术

随着国家对电网电压质量重视，静态无功补偿装置的应用也越来越广泛，与此同时静态无功补偿装置的接入电压、整机容量也再逐步的提高。而静态无功补偿装置要获得更高的接入电压和更大的整机容量，则需要提高功率模块单元设计能力。其中功率模块内部的缓冲回路设计是重中之重。

缓冲回路主要作用为抑制关断浪涌电压和续流二极管恢复浪涌电压，从而保护IGBT由于浪涌电压造成的损坏，并可以降低开关损耗。然而造成浪涌电压过高的原因分为两点。一是静态无功补偿装置的功率模块为提高整机容量和接入电压往往会采用并联或串联结构，这样功率模块内部元件结构更加复杂，造成内部杂散电感的提升。二是提升功率模块的容量功率模块的导通电流也随之增加，过大的IGBT关断电流也是造成浪涌电压的增加。所以一种抑制浪涌电压更加有效果的缓冲回路，可以减小关断浪涌电压和续流二极管恢复浪涌电压，从而使IGBT的工作电压等级提高，提高了静态无功补偿装置接入电压等级，在同电压等级的静态无功补偿装置，也可减少功率模块数量从而节约成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种静态无功补偿器的功率模块，用以避免功率元件由于浪涌电压的作用而损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种静态无功补偿器的功率模块，包括一个H桥，H桥的两条母线：正极母线和负极母线之间连接有母线电容C1，所述功率模块包括至少一个RCD缓冲电路，所述RCD缓冲电路连接在正极母线和负极母线之间；所述功率模块还包括电感L1，所述电容C1与所述电感L1串联。

所述功率模块包括两个所述RCD缓冲电路。

所述RCD缓冲电路中的二极管的正极端连接正极母线，所述二极管的负极端连接所述RCD缓冲电路中的电容。

所述RCD缓冲电路中的二极管均为快恢复二极管。

所述两个RCD缓冲电路中的电阻均为厚膜电阻。

所述功率模块还包括一个用于为功率模块中的元件进行冷却的水冷板，所述功率模块中的部分元件或全部元件的冷却面安装在水冷板上。

所述H桥中的四个功率元件为IGBT。

本实用新型提供了一种用于静态无功补偿器中的功率模块，可以有效抑制杂散电感产生的电压尖峰和浪涌电压。

与电容C1串联的电感的作用是限制功率元件开通时刻和关断时的di/dt，间接减小浪涌电压。

缓冲电路中的二极管和电容的作用是：在功率元件关断时刻，由杂散电感引起的浪涌电压经由二极管将能量注入电容中，之后当电容放电时，电容能够起到反向截止的作用。

RCD缓冲电路可以减小浪涌电压，从而使功率元件的工作电压等级提高，提高了静态无功补偿装置接入电压的等级，在同电压等级的静态无功补偿装置，也可减少功率模块数量从而节约成本。另外，可以根据具体电压等级，合理设置RCD缓冲电路的个数。

附图说明

图1是功率模块实施例的电路图；

图2是功率模块另一个实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

本实用新型提供的功率模块应用在静态无功补偿器中，如图1所示，该功率模块的原理为H桥模式，具体包括4个IGBT：T1、T2、T3、T4和母线电容C1，T1的发射极连接T2的集电极，T3的发射极连接T4的集电极，T1的集电极连接T3的集电极，T1的集电极和T3的集电极之间的连接线路为正极母线，T2的发射极连接T4的发射极，T2的发射极和T4的发射极之间的连接线路为负极母线，正极母线和负极母线之间连接电容C1，T1和T2的连接点为该功率模块的一个端口，T3和T4的连接点为该功率模块的另一个端口。

该功率模块还包括空心电感L1和两条RCD缓冲电路，母线电容C1与空心电感L1串联。两条RCD缓冲电路均连接在正极母线和负极母线之间，一条RCD缓冲电路中，二极管D1和电容C2串联，二极管D1的正极端连接正极母线，负极端连接电容C2，电阻R1与二极管D1并联；另一条RCD缓冲电路中，二极管D2和电容C3串联，二极管D2的正极端连接正极母线，负极端连接电容C3，电阻R2与二极管D2并联。这两条RCD缓冲电路中，电阻R1和电阻R2均为厚膜电阻，二极管D1和D2均为快恢复二极管，电容C2和电容C3均为无感电容。