CN102739024B - 一种npc型3电平开关模块的rcd吸收电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，NPC型3电平IGBT模块包括第一内管Q1、第二内管Q2、第三内管Q3和第四内管Q4；所述吸收电路包括：用于降低第二内管Q2应力的第一钳位回路；以及用于降低第三内管Q3应力的第二钳位回路。本发明提供一种NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，能够有效地降低NPC型3电平的内管的电压应力。

Description

一种NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路
技术领域
本发明涉及开关模块，特别涉及一种NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路。
背景技术
当今电力电子设备日趋高频化，这就要求开关器件能够快速开通关断。快速的开通关断带来了开关器件应力、EMC等附加问题。如何减小开关器件应力和减小EMI噪声等问题成为电力电子工程界的难题。
随着越来越多的开关器件供应商趋向于将开关器件集成到一个独立功能的开关模块(如IGBT模块，Mos模块、IPM模块等)，这些开关模块的在应用上的问题也愈加凸显出来。
以下以IGBT模块为例进行论述，其他模块原理相同。
现有的NPC型3电平IGBT模块通常只引出4个管脚，例如Infineon的F3L300R07PE4模块。F3L300R07PE4模块引出管脚有：Bus+、Bus-、N和桥臂中点。如此一来，此类模块的IGBT电压应力问题的解决就只能通过优化IGBT模块外走线，以及调整IGBT驱动电阻来进行。
倚靠IGBT模块外部的走线优化只能减小(最多消除)IGBT模块外部寄生电感，然而IGBT模块内部寄生电感将仍然存在。由于这些引线电感的存在给IGBT模块的高频开关造成电压应力过高的问题。
这样要解决IGBT模块的应力问题只能通过调整IGBT的驱动电阻来解决。但调整驱动电阻意味着开关损耗的增大，意味着系统效率的牺牲。
本发明提出一种基于NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，能够有效地降低NPC型3电平的内管的电压应力，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于只引出4pin的NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，能够有效地降低NPC型3电平的内管的电压应力。
为解决上述问题，本发明提供一种NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，NPC型3电平IGBT模块包括第一内管Q1、第二内管Q2、第三内管Q3和第四内管Q4；
所述吸收电路包括：用于降低第二内管Q2应力的第一钳位回路；以及用于降低第三内管Q3应力的第二钳位回路。
优选地，所述第一钳位回路包括：
并联在NPC型3电平IGBT模块的N管脚和桥臂中点管脚之间的第一电容和第一二极管，所述第一二极管的正极与第一电容相连，所述第一二极管的负极与所述桥臂中点管脚相连；
NPC型3电平IGBT模块的Bus-管脚与所述第一二极管正极之间串联有第一电阻。
优选地，所述第二钳位回路包括：
并联在NPC型3电平IGBT模块的N管脚和桥臂中点管脚之间的第二电容和第二二极管，所述第二二极管的正极与所述桥臂中点管脚相连，所述第二二极管的负极与所述第二电容相连；
NPC型3电平IGBT模块的Bus+管脚与所述第二二极管负极之间串联有第二电阻。
与上述现有技术相比，本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路包括：用于降低第二内管Q2应力的第一钳位回路；设电流从第二内管Q2流出NPC型3电平IGBT模块的桥臂中点管脚端子，由于第一钳位回路，使得第二内管Q2的应力得到降低。
本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路还包括：用于降低第三内管Q3应力的第二钳位回路。设电流从第三内管Q3流出NPC型3电平IGBT模块的N管脚，由于第二钳位回路，使得第三内管Q3的应力得到降低。
本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，可以解决本领域难以解决的第二内管Q2和第三内管Q3的应力问题。
附图说明
图1是本发明所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路第一实施例电路图。
具体实施方式
本发明提供一种基于只引出4pin的NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，能够有效地降低NPC型3电平的内管的电压应力。
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合说明书附图具体说明本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路的工作原理和实现方式。
现有开关器件集成到一个独立功能的开关模块(如IGBT模块，Mos模块、IPM模块等)，这些模块的在应用上的问题也愈加凸显出来。以下以IGBT模块为例进行论述，其他模块原理相同。
现有的NPC型3电平IGBT模块通常只引出了4pin，例如Infineon的F3L300R07PE4模块。该F3L300R07PE4模块引出脚有：Bus+、Bus-、N和桥臂中点。本发明实施例以F3L300R07PE4模块为例，具体说明降低内管的应力。其他开关模块原理与其相同。
参见图1，该图是本发明所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路第一实施例电路图。
本发明第一实施例NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，NPC型3电平IGBT模块包括第一内管Q1、第二内管Q2、第三内管Q3和第四内管Q4。
所述吸收电路包括：用于降低第二内管Q2应力的第一钳位回路；以及用于降低第三内管Q3应力的第二钳位回路。
所述第一钳位回路具体可以包括：
并联在NPC型3电平IGBT模块的N管脚和桥臂中点管脚之间的第一电容C3和第一二极管D3，所述第一二极管D3的正极与第一电容C3相连，所述第一二极管D3的负极与所述桥臂中点管脚Inveter out相连。
NPC型3电平IGBT模块的Bus-管脚与所述第一二极管D3正极之间串联有第一电阻R3。
所述第二钳位回路具体可以包括：
并联在NPC型3电平IGBT模块的N管脚和桥臂中点管脚之间的第二电容C2和第二二极管D2，所述第二二极管D2的正极与所述桥臂中点管脚Inveter out相连，所述第二二极管D2的负极与所述第二电容C2相连。
NPC型3电平IGBT模块的Bus+管脚与所述第二二极管D2负极之间串联有第二电阻R2。
本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路包括：用于降低第二内管Q2应力的第一钳位回路。设电流从D5-＞Q2流出Inverter out端子(二极管D5流向第二内管Q2流出Inveter out管脚端子)，当出现某种2电平换流的情况时，如图1中所示虚线箭头的换流示意，Q2的应力将是最差的。由于有图1中的双点化线所示的钳位回路，使得Q2的应力得到降低。并且，由于C2是钳位到负母线的，整个吸收电路的功耗很小。
本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路还包括：用于降低第三内管Q3应力的第二钳位回路。设电流从第三内管Q3经二极管D6流出NPC型3电平IGBT模块的N管脚端子，由于第二钳位回路，使得第三内管Q3的应力得到降低。
本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，可以解决本领域难以解决的第二内管Q2和第三内管Q3的应力问题。
本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路可以应用在只引出Bus+、Bus-、N和桥臂中点的NPC三电平模块，本发明实施例所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，缓冲电路的损耗较低，效率较高。
以上所述仅是本发明所述NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，其特征在于，NPC型3电平IGBT模块包括第一内管Q1、第二内管Q2、第三内管Q3和第四内管Q4；
所述吸收电路包括：用于降低第二内管Q2应力的第一钳位回路；以及用于降低第三内管Q3应力的第二钳位回路；
所述第一钳位回路包括：
并联在NPC型3电平IGBT模块的N管脚和桥臂中点管脚之间的第一电容和第一二极管，所述第一二极管的正极与第一电容相连，所述第一二极管的负极与所述桥臂中点管脚相连；
NPC型3电平IGBT模块的Bus-管脚与所述第一二极管正极之间串联有第一电阻。
2.根据权利要求1所述的NPC型3电平开关模块的RCD吸收电路，其特征在于，所述第二钳位回路包括：
并联在NPC型3电平IGBT模块的N管脚和桥臂中点管脚之间的第二电容和第二二极管，所述第二二极管的正极与所述桥臂中点管脚相连，所述第二二极管的负极与所述第二电容相连；
NPC型3电平IGBT模块的Bus+管脚与所述第二二极管负极之间串联有第二电阻。
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