[发明专利]一种带负压自举的三电平变流器驱动电路

说明书

本发明属于电力电子变流技术领域，提出了一种带负压自举的三电平变流器驱动电路。所述的驱动电路,包括绝缘栅双极型晶体管S1和S3的负压自举驱动电路和绝缘栅双极型晶体管S2和S4的负压自举驱动电路。由于三电平拓扑的三相完全一致，每一相上有四个绝缘栅双极型晶体管，分别为S1、S2、S3、S4，所对应S1和S3的负压自举驱动电路共用一路独立直流电源，S2和S4的负压自举驱动电路共用一路独立直流电源。本发明减少了独立直流电源的使用数量，减小了设备体积，采用较少的元器件实现了IGBT的负压关断，大大减少了传统三电平驱动电路因无法实现负压关断而造成的器件损坏，提高了设备的抗干扰能力。

技术领域

本发明属于电力电子变流技术领域，涉及一种用于三电平拓扑的电力电子变流设备的带负压自举驱动电路。

背景技术

近年来，大功率电力变换器被广泛应用于高压大容量交流电机的变频调速、大型风力发电机的运行控制、光伏逆变器等电力电子设备。三电平技术的应用可有效提高大功率电力变换系统的性能指标，但同时也对系统的稳定、安全运行提出了更高的要求，设计出稳定、可靠的IGBT驱动电路就尤为重要了。另外，传统的三电平变流器的驱动电路需要十路独立的直流电源，而通过本发明的负压自举电路仅需要四路独立直流电源，在一定程度上简化了直流供电系统的设计，为控制器设备的小型化提供了可能。

传统的三电平变流器驱动电路拓扑，每相桥臂有四个IGBT，三相的最下端与母线负相连的IGBT驱动电路共用一路独立直流电源，其他的九个IGBT使用互为独立的直流电源。除了使用较多的独立电源外，该驱动电路不能实现负压关断，电路的抗干扰能力差，遇到干扰容易造成设备的损坏。

发明内容

本发明提供了一种带负压自举的三电平变流器驱动电路，用来解决传统三电平的驱动电路使用过多的独立直流电源和无法实现负压关断的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种基于负压自举的三电平变流器驱动电路,包括A相驱动电路、B相驱动电路和C相驱动电路，A相驱动电路、B相驱动电路和C相驱动电路完全相同。

A相驱动电路包括绝缘栅双极型晶体管S1和S3的负压自举驱动电路和绝缘栅双极型晶体管S2和S4的负压自举驱动电路。S2和S4的负压自举驱动电路共用一路独立直流电源。S1和S3的负压自举驱动电路共用一路独立直流电源。

绝缘栅双极型晶体管S1的负压自举驱动电路为上桥驱动电路，包括独立直流电源DC1、绝缘栅双极型晶体管S1和驱动光耦O1；

独立直流电源DC1正极通过自举二极管D1和预充电电阻R3串联后与驱动光耦O1的副边VCC引脚连接；驱动光耦O1的副边VCC引脚与自举电容C1的正极和推挽三极管Q1的集电极连接。驱动光耦O1的VOUT引脚通过推挽三极管的基极电阻R1与推挽三极管Q1和Q2的基极连接。推挽三极管Q2的集电极、驱动光耦O1的VEE引脚、自举电容C1的负极、旁路电容C2的负极和绝缘栅双极型晶体管S1的源极连接。推挽三极管Q1和Q2的射极与旁路电容C2的正极和负压产生回路连接；IGBT关断泄放电阻R4连接在绝缘栅双极型晶体管S1的门极和源极之间。

绝缘栅双极型晶体管S3的负压自举驱动电路为下桥驱动电路，包括绝缘栅双极型晶体管S3和驱动光耦O3；

独立直流电源DC1正极、驱动光耦O3的VCC引脚和推挽三极管Q5的集电极连接，驱动光耦O3的VOUT引脚通过推挽三极管的基极电阻R9与推挽三极管Q5和Q6的基极连接，推挽三极管Q6的集电极与驱动光耦O3的VEE引脚、旁路电容C7的负极、绝缘栅双极型晶体管S3的源极连接，推挽三极管Q5和Q6的射极与旁路电容C7的正极和负压产生回路连接；IGBT关断泄放电阻R12连接在绝缘栅双极型晶体管S3的门极和源极之间。

绝缘栅双极型晶体管S2的负压自举驱动电路为上桥驱动电路，包括独立直流电源DC2、绝缘栅双极型晶体管S2和驱动光耦O2；