[发明专利]一种半桥型电力电子器件串联均压电路

权利要求书

1.一种半桥型电力电子器件串联均压电路，其特征在于，包括直流电源(Vdc)、上桥臂、下桥臂、无源均压电路、第一电容(Cin.1)及第二电容(Cin.2)，其中，直流电源(Vdc)的正极与第一电容(Cin.1)的正极及上桥臂的正极相连接，直流电源(Vdc)的负极与第二电容(Cin.2)的负极及下桥臂的负极相连接，第一电容(Cin.1)的负极及第二电容(Cin.2)的正极与负载的正极相连接，负载的负极与上桥臂的负极及下桥臂的正极相连接，无源均压电路与上桥臂及下桥臂相连接；

所述上桥臂由N个第一全控型电力电子器件(W1)串联而成；下桥臂由N个第二全控型电力电子器件(W2)串联而成，其中，第一个第一全控型电力电子器件(W1)的正极与直流电源(Vdc)的正极相连接，第一个第二全控型电力电子器件(W2)的负极与直流电源(Vdc)的负极相连接，负载的负极与第N个第一全控型电力电子器件(W1)的负极及第N个第二全控型电力电子器件(W2)的正极相连接；

所述无源均压电路包括N-1个第三电容(C1)、N-1个第四电容(C2)、N-1个第一缓冲二极管(D1)及N-1个第二缓冲二极管(D3)；

第i个第一全控型电力电子器件(W1)对应第i个第三电容(C1)及第i个第一缓冲二极管(D1)，其中，第i个第一全控型电力电子器件(W1)的正极经第i个第三电容(C1)与第i个第一缓冲二极管(D1)的正极相连接，第i个第一缓冲二极管(D1)的负极与第i个第一全控型电力电子器件(W1)的负极相连接；

第i个第二全控型电力电子器件(W2)的正极与第i个第二缓冲二极管(D3)的正极相连接，第i个第二缓冲二极管(D3)的负极经第i个第四电容(C2)与第i个第二全控型电力电子器件(W2)的负极相连接，1 ≤i≤N-1；

相邻两个第一缓冲二极管(D1)之间设置有第一互联二极管(D2)，其中，第一互联二极管(D2)的负极与前一个第一缓冲二极管(D1)的正极相连接，第一互联二极管(D2)的正极与后一个第一缓冲二极管(D1)的正极相连接；

相邻两个第二缓冲二极管(D3)之间设置有第二互联二极管(D4)，其中，第二互联二极管(D4)的正极与前一个第二缓冲二极管(D3)的负极相连接，第二互联二极管(D4)的负极与后一个第二缓冲二极管(D3)的负极相连接；

下桥臂中第N个第二全控型电力电子器件(W2)的负极与第五电容(C3)的一端、第三互联二极管(D5)的正极相连接，上桥臂中第N个第一全控型电力电子器件(W1)的正极与第五电容(C3)的另一端及第四互联二极管(D6)的负极相连接，第三互联二极管(D5)的负极与第N-1个第一缓冲二极管(D1)的正极相连接，第四互联二极管(D6)的正极与第N-1个第二缓冲二极管(D3)的负极相连接；

N大于等于2；

第一全控型电力电子器件(W1)及第二全控型电力电子器件(W2)为IGBT、MOSFET、GTR或IGCT；

当负载电流方向为正时，在下桥臂需要关断时，首先触发第一个第二全控电力电子器件至第N-1个第二全控型电力电子器件(W2)关断，随后经一个延时Td后触发第N个第二全控型电力电子器件(W2)关断，当负载电流方向为负时，在上桥臂需要关断时，首先触发第一个第一全控型电力电子器件(W1)至第N-1个第一全控型电力电子器件(W1)关断，随后经一个延时Td后触发第N个第一全控型电力电子器件(W1)关断，其中，k为比例系数，Vdc为直流电源( Vdc) 的电压，Vc3为第五电容(C3)两端的平均电压，所述负载电流方向为正时，即为电流经负载的正极流向负载的负极；通过控制Td即可闭环地将Vc3的幅值控制在Vdc/N，继而间接地使所有缓冲电容的幅值均处于Vdc/N。