[发明专利]一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构及其控制策略

权利要求书

1.一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构，包括两个输入输出端口P1和P2、一个电容C、两个晶闸管Q1和Q2、一个双向晶闸管Q3、两个开关管S1和S2、一个电阻R和一个压敏电阻MOV，其特征在于：

(1)开关管S1和S2为全控型半导体器件，包括但不限于IGBT、MOS管、GTO、IGCT器件；

(2)开关管S1和S2并联连接；

(3)晶闸管Q1和Q2反向并联后与电容C进行串联；

(4)双向晶闸管Q3和电阻R串联后，与压敏电阻MOV并联，与电容C并联；

(5)开关管S1的集电极与开关管S2的发射极，与晶闸管Q1的阳极，与晶闸管Q2的阴极相连；

(6)开关管S1的发射极与开关管S2的集电极，与电阻R的一极，与电容C的一极，与压敏电阻MOV的一极相连；

(7)电容C的另一极与晶闸管Q1的阴极，与晶闸管Q2的阳极，与双向晶闸管Q3的阳极，与压敏电阻MOV的另一极相连；

(8)输入输出端口P1连接在开关管S1的集电极与开关管S2的发射极连接点处，输入输出端口P2连接在开关管S1的发射极与开关管S2的集电极连接点处。

2.如权利要求1所述的一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构，其特征在于：所述电路通过输入输出端口P1和输入输出端口P2串联在直流电网的正极接线或负极接线上，功能是阻断来自电路两端的短路电流。

3.如权利要求1或2所述的一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构，其特征在于：当电路串联在直流电网中，不启动阻断功能时，电路通过控制开关管S1和S2来导通电路；其中电路通过控制开关管S1、晶闸管Q1的控制极信号为高电平，开关管S2、晶闸管Q2、双向晶闸管Q3的控制极信号为低电平，让电流沿着P1-S1-P2路径流通；电路通过开关管S2、晶闸管Q2控制极信号为高电平，开关管S1、晶闸管Q1、Q3的控制极信号为低电平，让电流沿着P2-S2-P1路径流通；电流双向通过电路，开关管S1和S2由于阻抗较小，导通电路基本不产生压降。

4.如权利要求1或2所述的一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构，其特征在于：当电路串联在直流电网中，启动阻断功能时，电路通过控制开关管S1和S2，晶闸管Q1和Q2来是实现电路的阻断功能；其中电路通过控制开关管S1的控制极信号由高电平变为低电平，开关管S2、晶闸管Q2、晶闸管Q3保持为低电平，晶闸管Q1保持为高电平，让电流沿着P1-Q1-C-P2的路径流通；电路通过开关管S2的控制极信号由高电平变为低电平，开关管S1、晶闸管Q1、晶闸管Q3保持为低电平，晶闸管Q2保持为高电平，让电流沿着P2-C-Q2-P1的路径流通；此时电流给电容C单方向充电，最终使得电容C电压足够高，阻断P1、P2间电流。

5.如权利要求3所述的一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构，其特征在于：当电路成功阻断短路电流且确认故障清除后，电路恢复到不启动阻断功能状态，此时双向晶闸管Q3导通一段时间，使得电容C对电阻R进行放电，将电容C中存储的能量泄放掉。

6.如权利要求1或2所述的一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构，其特征在于：压敏电阻MOV对电容C起到保护作用，当电容C因短路电流充电而导致两端电压过高时，MOV将能量释放掉。