[发明专利]一种半桥型电力电子器件串联均压电路

说明书

本发明公开了一种半桥型电力电子器件串联均压电路，包括直流电源、上桥臂、下桥臂、无源均压电路、第一电容及第二电容，其中，直流电源的正极与第一电容的正极及上桥臂的正极相连接，直流电源的负极与第二电容的负极及下桥臂的负极相连接，第一电容的负极及第二电容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，无源均匀电路与上桥臂及下桥臂相连接，该电路能够有效的保证串联的全控型电力电子器件安全稳定运行。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种半桥型电力电子器件串联均压电路。

背景技术

全控型电力电子器件，如IGBT、IEGT、MOSFET、GTR、IGCT等，既可以通过门极开通，也可以通过门极关断，因此在电力电子设备中得到了广泛的应用。但是受限于半导体材料的特性，电力电子器件的耐压等级无法做到很高。例如商用IGBT的最高电压仅有6.5kV，因此无法满足中高压电力电子设备对器件的耐压要求。将多只全控型电力电子器件串联起来使用是一种提升器件耐压等级的有效方案。

但是，全控型电力电子器件串联使用时，由于器件自身参数的差异以及外围驱动电路参数的差异性等原因，串联的器件很难在开关过程中保持一致的开关速度。先开通或后关断的器件往往会比其他器件承受更高的电压，导致过压击穿，安全性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种半桥型电力电子器件串联均压电路，该电路能够有效的保证串联的全控型电力电子器件安全稳定运行。

为达到上述目的，本发明所述的半桥型电力电子器件串联均压电路包括直流电源、上桥臂、下桥臂、无源均压电路、第一电容及第二电容，其中，直流电源的正极与第一电容的正极及上桥臂的正极相连接，直流电源的负极与第二电容的负极及下桥臂的负极相连接，第一电容的负极及第二电容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，无源均匀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串联而成；下桥臂由N个第二全控型电子电子器件串联而成，其中，第一个第一全控型电力电子器件的正极与直流电源的正极相连接，第一个第二全控型电子电子器件的负极与直流电源的负极相连接，负载的负极与第N个第一全控型电力电子器件的负极及第N个第二全控型电子电子器件的正极相连接。

所述无源均压电路包括N-1个第三电容、N-1个第四电容、N-1个第一缓冲二极管及N-1个第二缓冲二极管；

第i个第一全控型电力电子器件对应第i个第三电容及第i个第一缓冲二极管，其中，第i个第一全控型电力电子器件的正极经第i个第三电容与第i个第一缓冲二极管的正极相连接，第i个第一缓冲二极管的负极与第i个第一全控型电力电子器件的负极相连接；

第i个第二全控型电子电子器件的正极与第i个第二缓冲二极管的正极相连接，第i个第二缓冲二极管的负极经第i个第四电容与第i个第二全控型电子电子器件的负极相连接，1≤i≤N-1；

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

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

下桥臂中第N个第二全控型电子电子器件的负极与第五电容的一端、第三互联二极管的正极相连接，上桥臂中第N个第一全控型电力电子器件的正极与第五电容的另一端及第四互联二极管的负极相连接，第三互联二极管的负极与第N-1个第一缓冲二极管的正极相连接，第四互联二极管的正极与第N-1个第二缓冲二极管的负极相连接。

N大于等于2。