CN2785249Y - 一种h桥串联电压型逆变器中h桥功率模块的旁路电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，包括H桥功率模块、一个单相二极管整流桥、一个可控硅，所述H桥功率模块两个交流输出端与单相二极管整流桥两个交流输入端相联，可控硅阳极与所述二极管整流桥直流正输出端相连，可控硅阴极与所述二极管整流桥直流负输出端相连，其特征在于：H桥功率模块两个交流输出端与单相二极管整流桥两个交流输入端之间串接有电抗器，充电电容与放电电阻并联后与一充电电阻串联，再并接于可控硅两端。本实用新型使得功率模块上电时所述的可控硅两端被充电到一个预定值，从而可以避免功率模块开始输出交流电压时可控硅误导通故障。

Description

一种H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路

技术领域

本实用新型涉及一种H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，属于电气自动化设备技术领域。

背景技术

电压型逆变器广泛应用于各种变流装置中，如变频调速装置、新型静止无功补偿装置等。为了实现高压、大容量的功率输出，可以采用一种H桥串联的电压型逆变器(也称为链式电压型逆变器)。

H桥串联的电压型逆变器在运行过程中，当发生一个H桥功率模块故障时，为了提高整个逆变器运行的可靠性，需要旁路故障的功率模块，使整个逆变器可以继续运行。图1给出了实现功率模块旁路的常用电路，它由并联在功率模块交流输出端的单相二极管整流桥(D1-D4组成)和可控硅SCR组成。当某个功率模块故障时，功率模块的功率器件驱动脉冲被封锁住，之后可控硅SCR被触发导通，使负载电流从二极管整流桥和可控硅SCR中流过，不影响整个逆变器功率的输出。

图1所示的旁路电路在应用中存在以下问题：由于可控硅阳阴极间能承受的dv/dt(电压上升速度)有限，当功率模块中开关器件开始导通时，由于可控硅两端电压为零，功率模块直流侧电压直接加在可控硅阳阴极间，可控硅会承受超过其耐受能力的dv/dt，导致其误导通，引发功率模块交流输出短路故障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足而提供一种H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，使得在功率模块故障时可以被有效地旁路，且在上电后功率模块开始输出交流电压时，旁路电路不会误动造成功率模块发生短路故障。

为实现上述的目的，本实用新型的技术方案是：包括H桥功率模块、单相二极管整流桥、可控硅，H桥功率模块两个交流输出端与单相二极管整流桥两个交流输入端相联，可控硅阳极与所述二极管整流桥直流正输出端相连，可控硅阴极与所述二极管整流桥直流负输出端相连，其特征在于：H桥功率模块两个交流输出端与单相二极管整流桥两个交流输入端之间串接有电抗器，充电电容与放电电阻并联后与一充电电阻串联，再并接于可控硅两端。

本实用新型的优点：本实用新型的这种电路可以在H桥功率模块上电开始输出交流电压之前，所述的可控硅阳阴极间被预充到一定的电压，使得功率模块开始输出交流电压时可控硅不会因为承受过高的dv/dt而发生误导通故障，且功率模块故障时可以被有效地旁路掉。

附图说明

图1为目前常用的旁路电路原理图。

图2为本实用新型实施例1的电路原理图。

图3为本实用新型实施例2的电路原理图。

图4为本实用新型实施例3的电路原理图。

图5为本实用新型实施例4的电路原理图。

图6为本实用新型实施例5的电路原理图。

图7为本实用新型实施例6的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的电路实施例结构和工作原理作进一步的说明。

如图2所示，CD、S1及反并联二极管、S2及反并联二极管、S3及反并联二极管、S4及反并联二极管为H桥功率模块关键元件，所述的旁路电路由单相二极管整流桥D1-D4、限流电抗L1和L2、可控硅SCR、及虚线框内的预充电电路组成。预充电电路由电阻R1、R2、R3、R4、RS1、RS2、CS1组成。当H桥功率模块直流电压上电时，CS1两端通过R1、R2、R3、R4、L1、L2、单相整流桥及RS1充电到一定电压，使得S1或S2或S3或S4开通时可控硅不会因为承受过高的dv/dt而吴导通。RS2是防止CS1充电到过高的电压值。

图3是本实用新型的另一种形式的旁路电路图。如图3所示，CD、S1及反并联二极管、S2及反并联二极管、S3及反并联二极管、S4及反并联二极管为H桥功率模块关键元件，所述的旁路电路由单相二极管整流桥D1-D4、限流电抗L1和L2、可控硅SCR、及虚线框内的预充电电路组成。预充电电路由电阻R1、C1、R2、C2、R3、C3、R4、C4、RS1、RS2、CS1组成。当H桥功率模块直流电压上电时，CS1两端通过R1、C1、R2、C2、R3、C3、R4、C4、L1、L2、单相整流桥及RS1充电到一定电压，使得S1或S2或S3或S4开通时可控硅不会因为承受过高的dv/dt而吴导通。RS2是防止CS1充电到过高的电压值。

图4是本实用新型的另一种形式的旁路电路图。如图4所示，CD、S1及反并联二极管、S2及反并联二极管、S3及反并联二极管、S4及反并联二极管为H桥功率模块关键元件，所述的旁路电路由单相二极管整流桥D1-D4、限流电抗L1和L2、可控硅SCR、及虚线框内的预充电电路组成。预充电电路由电阻R1、C1、R2、C2、RS1、RS2、CS1组成。当H桥功率模块直流电压上电时，CS1两端通过R1、C1、R2、C2、L1、L2、单相整流桥及RS1充电到一定电压，使得S1或S2或S3或S4开通时可控硅不会因为承受过高的dv/dt而吴导通。RS2是防止CS1充电到过高的电压值。

图5是本实用新型的另一种形式的旁路电路图。如图5所示，CD、S1及反并联二极管、S2及反并联二极管、S3及反并联二极管、S4及反并联二极管为H桥功率模块关键元件，所述的旁路电路由单相二极管整流桥D1-D4、限流电抗L1和L2、可控硅SCR、及虚线框内的预充电电路组成。预充电电路由电阻R1、C1、D1、R2、C2、D2、R3、C3、D3、R4、C4、D4、RS1、RS2、CS1组成。当H桥功率模块直流电压上电时，CS1两端通过D1、C1、D2、C2、D3、C3、D4、C4、L1、L2、单相整流桥及RS1充电到一定电压，使得S1或S2或S3或S4开通时可控硅不会因为承受过高的dv/dt而吴导通。RS2是防止CS1充电到过高的电压值。

图6是本实用新型的另一种形式的旁路电路图。如图6所示，CD、S1及反并联二极管、S2及反并联二极管、S3及反并联二极管、S4及反并联二极管为H桥功率模块关键元件，所述的旁路电路由单相二极管整流桥D1-D4、限流电抗L1和L2、可控硅SCR、及虚线框内的预充电电路组成。预充电电路由电阻R1、C1、D1、R2、C2、D2、R3、C3、D3、R4、C4、D4、RS1、RS2、CS1组成。当H桥功率模块直流电压上电时，CS1两端通过D1、C1、D2、C2、D3、C3、D4、C4、L1、L2、单相整流桥及RS1充电到一定电压，使得S1或S2或S3或S4开通时可控硅不会因为承受过高的dv/dt而吴导通。RS2是防止CS1充电到过高的电压值。R1、R2、R3、R4用于防止C1、C2、C3、C4电压被充到过高。

图7是本实用新型的另一种形式的旁路电路图。如图7所示，CD、S1及反并联二极管、S2及反并联二极管、S3及反并联二极管、S4及反并联二极管为H桥功率模块关键元件，所述的旁路电路由单相二极管整流桥D1-D4、限流电抗L1和L2、可控硅SCR、及虚线框内的预充电电路组成。预充电电路由电阻R1、D1、R2、D2、RS1、RS2、CS1组成。当H桥功率模块直流电压上电时，CS1两端通过R1、D1、R2、D2、L1、L2、单相整流桥及RS1充电到一定电压，使得S1或S2或S3或S4开通时可控硅不会因为承受过高的dv/dt而吴导通。RS2是防止CS1充电到过高的电压值。R1、R2、R3、R4用于防止C1、C2、C3、C4电压被充到过高。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围。任何基于本实用新型所作的等效变换电路，均属于本实用新型保护范围。

Claims (7)

1、一种H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，包括H桥功率模块、单相二极管整流桥、可控硅，H桥功率模块两个交流输出端与单相二极管整流桥两个交流输入端相联，可控硅阳极与所述二极管整流桥直流正输出端相连，可控硅阴极与所述二极管整流桥直流负输出端相连，其特征在于：H桥功率模块两个交流输出端与单相二极管整流桥两个交流输入端之间串接有电抗器，充电电容与放电电阻并联后与一充电电阻串联，再并接于可控硅两端。

2、根据权利要求1所述的H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，其特征在于：所述H桥功率模块的四只开关器件两端分别并接充电电阻。

3、根据权利要求1所述的H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，其特征在于：所述H桥功率模块的四只开关器件两端分别并接有充电支路，充电支路由充电电阻和充电电容串联组成。

4、根据权利要求1所述的H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，其特征在于：所述H桥功率模块的四只开关器件两端分别并接有充电支路，充电支路由充电电阻与充电电容并联后再与二极管串联组成。

5、根据权利要求1所述的H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，其特征在于：所述H桥功率模块的四只开关器件两端分别并接有充电支路，充电支路由充电电阻与二极管并联后再与充电电容串联组成。

6、根据权利要求1所述的H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，其特征在于：所述H桥功率模块的直流母线输出侧与二极管整流桥的直流母线之间并接充电支路，充电支路由充电电阻与充电电容串联组成。

7、根据权利要求1所述的H桥串联电压型逆变器中H桥功率模块的旁路电路，其特征在于：所述H桥功率模块的直流母线输出侧与二极管整流桥的直流母线之间并接充电支路，充电支路由充电二极管与充电电阻串联组成。

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