CN203967965U - 一种逆变器的igbt电压尖峰吸收电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种逆变器的IGBT电压尖峰吸收电路，包括：开关管Q3、开关管Q4、第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路；所述开关管Q3和开关管Q4相连接；所述开关管Q3与第一RCD吸收电路相连接，所述开关管Q4与第二RCD吸收电路相连接。本实用新型的开关管Q3和开关管Q4分别采用第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路来抑制IGBT的电压尖峰，吸收能力强，电压尖峰小，多余的能量能够反馈到母线上，损耗小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电压尖峰吸收电路，尤其涉及一种逆变器的IGBT电压尖峰吸收电路。
背景技术
T型三电平的逆变器优点是适合高压大容量的场合，谐波含量少，电磁干扰EMI减少，效率高，同时还能够减少共模电压的输出，因而得到广泛的关注；但是在实际应用中由于主电路布线和器件本身都不可避免的存在杂散电感，IGBT关断和续流二极管反向恢复时，过高的电流变化率会在IGBT和二极管两端产生电压尖峰并引起震荡，严重时会超出器件的安全工作区，从而可能造成功率管的损坏。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种吸收能力强和损耗低的逆变器的IGBT电压尖峰吸收电路
对此，本实用新型提供一种逆变器的IGBT电压尖峰吸收电路，包括：开关管Q3、开关管Q4、第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路；所述开关管Q3和开关管Q4相连接；所述开关管Q3与第一RCD吸收电路相连接，所述开关管Q4与第二RCD吸收电路相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述第一RCD吸收电路包括电容C3、二极管D2、二极管D3和电阻R3，所述开关管Q3分别与电容C3和二极管D2相连接，所述电容C3和二极管D2分别与二极管D3相连接，所述二极管D3与电阻R3相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述电容C3的一端与开关管Q3的E极相连接，另一端分别与二极管D2的阴极和二极管D3的阳极相连接；所述二极管D2的一端分别与二极管D3的阳极和电容C3相连接，另一端与开关管Q3的C极相连接；所述二极管D3的阳极分别与二极管D2的阴极和电容C3相连接，所述二极管D3的阴极与电阻R3相连接；所述电阻R3的一端与二极管D3的阴极相连接，另一端与BUS+相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述开关管Q3和开关管Q4均为绝缘栅双极型开关管。
本实用新型的进一步改进在于，所述第二RCD吸收电路包括电容C4、电阻R4和二极管D1，所述开关管Q4分别与电容C4和二极管D1相连接；所述电容C4和二极管D1分别与电阻R4相连接。
本实用新型的进一步改进在于，电容C4的一端与开关管Q4的C极相连接，另一端分别与二极管D1的阳极和电阻R4相连接；电阻R4的一端分别与电容C4和二极管D1相连接，另一端与BUS-相连接；二极管D1的一端分别与电容C4和电阻R4相连接，另一端跟开关管Q4的E极相连接。
本实用新型的进一步改进在于，还包括相互连接的开关管Q1和第一RC吸收电路，所述开关管Q1与开关管Q3相连接，所述第一RC吸收电路包括电容C1和电阻R1，所述电容C1和电阻R1相互串联后与开关管Q1并联。
本实用新型的进一步改进在于，所述电容C1与开关管Q1的C极相连接，所述电阻R1与开关管Q1的E极相连接。
本实用新型的进一步改进在于，还包括相互连接的开关管Q2和第二RC吸收电路，所述开关管Q2与开关管Q3相连接，所述第二RC吸收电路包括电容C2和电阻R2，所述电容C2和电阻R2相互串联后与开关管Q2并联。
本实用新型的进一步改进在于，所述电容C2与开关管Q2的C极相连接，所述电阻R2与开关管Q2的E极相连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，所述开关管Q1和开关管Q2分别采用第一RC吸收电路和第二RC吸收电路来减小IGBT的电压尖峰，开关管Q3和开关管Q4分别采用第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路来抑制IGBT的电压尖峰，所述第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路的吸收能力强，电压尖峰小，并且多余的能量能够反馈到母线上，损耗也小。
附图说明
图1是本实用新型实施例3的电路连接示意图；
图2是本实用新型实施例3的正半工频周期的电路信号流向示意图；
图3是本实用新型实施例3的负半工频周期的电路信号流向示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。
实施例1：
本例提供一种逆变器的IGBT电压尖峰吸收电路，包括：开关管Q3、开关管Q4、第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路；所述开关管Q3和开关管Q4相连接；所述开关管Q3与第一RCD吸收电路相连接，所述开关管Q4与第二RCD吸收电路相连接。
本例所述开关管Q3和开关管Q4分别采用第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路来抑制IGBT的电压尖峰，所述第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路的吸收能力强，电压尖峰小，并且多余的能量能够反馈到母线上，损耗也小。
实施例2：
在实施例1的基础上，本例还包括开关管Q1、开关管Q2、第一RC吸收电路和第二RC吸收电路；所述开关管Q1和开关管Q2分别与开关管Q3相连接，所述开关管Q1与第一RC吸收电路相连接，所述开关管Q2与第二RC吸收电路相连接。
本例所述开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4优选均为绝缘栅双极型开关管。在实施例1的基础上，本例所述开关管Q1和开关管Q2分别采用第一RC吸收电路和第二RC吸收电路来减小IGBT的电压尖峰。
实施例3：
如图1所示，在实施例1或实施例2的基础上，本例所述第一RCD吸收电路包括电容C3、二极管D2、二极管D3和电阻R3，所述开关管Q3分别与电容C3和二极管D2相连接，所述电容C3和二极管D2分别与二极管D3相连接，所述二极管D3与电阻R3相连接。
所述第二RCD吸收电路包括电容C4、电阻R4和二极管D1，所述开关管Q4分别与电容C4和二极管D1相连接；所述电容C4和二极管D1分别与电阻R4相连接。
所述第一RC吸收电路包括电容C1和电阻R1，所述电容C1和电阻R1相互串联后与开关管Q1并联。所述第二RC吸收电路包括电容C2和电阻R2，所述电容C2和电阻R2相互串联后与开关管Q2并联。
现有技术中，IGBT的电压尖峰过高将会增加IGBT的损耗，严重的甚至会击穿IGBT, 本例正是基于IGBT的电压尖峰过高这个问题而提出的；虽然现有技术是也有对IGBT进行外围的处理，但却因为电容不能取大吸收能力不强，而且每个周期都要把吸收的能量全部释放，所以损耗大，特别是内管反向恢复严重时，IGBT的应力较大，损耗也就更大。本例能够非常有效地减小损耗，增加吸收能力。
本例所述第一RCD吸收电路的连接关系优选为：所述电容C3的一端与开关管Q3的E极相连接，另一端分别与二极管D2的阴极和二极管D3的阳极相连接；所述二极管D2的一端分别与二极管D3的阳极和电容C3相连接，另一端与开关管Q3的C极相连接；所述二极管D3的阳极分别与二极管D2的阴极和电容C3相连接，所述二极管D3的阴极与电阻R3相连接；所述电阻R3的一端与二极管D3的阴极相连接，另一端与BUS+相连接。所述E极就是开关管的集电极，所述C极就是开关管的发射极。
本例所述第二RCD吸收电路的连接关系优选为：所述电容C4的一端与开关管Q4的C极相连接，另一端分别与二极管D1的阳极和电阻R4相连接；电阻R4的一端分别与电容C4和二极管D1相连接，另一端与BUS-相连接；二极管D1的一端分别与电容C4和电阻R4相连接，另一端跟开关管Q4的E极相连接。
本例所述第一RC吸收电路的连接关系优选为：所述电容C1与开关管Q1的C极相连接，所述电阻R1与开关管Q1的E极相连接。
本例所述第二RC吸收电路的连接关系优选为：所述电容C2与开关管Q2的C极相连接，所述电阻R2与开关管Q2的E极相连接。
如图2所示，正半工频周期内，开关管Q3和开关管Q4导通，钳位管上的电流流向如图2中的箭头所示，电流流经开关管Q4和开关管Q3的体二极管。当开关管Q4关断时，由于开关管Q3的体二极管的反向恢复作用，引起的电压尖峰；当电压尖峰值大于电容C3上电压时，二极管D2导通，尖峰被电容C3吸收。等到下个开关周期，开关管Q4导通时，电容C3上的电压如果高于正半母线电压，即高于BUS+的电压，则通过二极管D3导通，电容C3上吸收的能量反馈至BUS电容。由于电容C3的能量可以回馈到BUS电容，而不是消耗在电阻上，因此电容C3的容值可以取很大，吸收尖峰能力较强。
同样，开关管Q4上的尖峰通过二极管D1被电容C4吸收，电容C4吸收的能量可以直接回馈到负半母线电容上，即直接回馈到BUS-的电容上。
同理，负半工频周期内，如图3所示，电路图的电流流向如图3中的箭头所示，开关管Q3和开关管Q4导通后，钳位管上电流流向如如图3中的箭头所示，流经开关管Q3和开关管Q4的体二极管。当开关管Q3关断，由于开关管Q4管的体二极管的反向恢复产生的电压尖峰被电容C4吸收，电容C4吸收的能量可以直接回馈到负半母线电容上；开关管Q3上的电压尖峰被电容C3吸收，电容C3吸收的能量在下一个开关周期回馈至正半母线电容。
本例的优点是第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路的吸收能力强，电压尖峰小，并且能够将多余的能量反馈到母线上，损耗小。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种逆变器的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，包括：开关管Q3、开关管Q4、第一RCD吸收电路和第二RCD吸收电路；所述开关管Q3和开关管Q4相连接；所述开关管Q3与第一RCD吸收电路相连接，所述开关管Q4与第二RCD吸收电路相连接。
2.根据权利要求1所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述第一RCD吸收电路包括电容C3、二极管D2、二极管D3和电阻R3，所述开关管Q3分别与电容C3和二极管D2相连接，所述电容C3和二极管D2分别与二极管D3相连接，所述二极管D3与电阻R3相连接。
3.根据权利要求2所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述电容C3的一端与开关管Q3的E极相连接，另一端分别与二极管D2的阴极和二极管D3的阳极相连接；所述二极管D2的一端分别与二极管D3的阳极和电容C3相连接，另一端与开关管Q3的C极相连接；所述二极管D3的阳极分别与二极管D2的阴极和电容C3相连接，所述二极管D3的阴极与电阻R3相连接；所述电阻R3的一端与二极管D3的阴极相连接，另一端与BUS+相连接。
4.根据权利要求1所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述开关管Q3和开关管Q4均为绝缘栅双极型开关管。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述第二RCD吸收电路包括电容C4、电阻R4和二极管D1，所述开关管Q4分别与电容C4和二极管D1相连接；所述电容C4和二极管D1分别与电阻R4相连接。
6.根据权利要求5所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，电容C4的一端与开关管Q4的C极相连接，另一端分别与二极管D1的阳极和电阻R4相连接；电阻R4的一端分别与电容C4和二极管D1相连接，另一端与BUS-相连接；二极管D1的一端分别与电容C4和电阻R4相连接，另一端跟开关管Q4的E极相连接。
7.根据权利要求5所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，还包括相互连接的开关管Q1和第一RC吸收电路，所述开关管Q1与开关管Q3相连接，所述第一RC吸收电路包括电容C1和电阻R1，所述电容C1和电阻R1相互串联后与开关管Q1并联。
8.根据权利要求7所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述电容C1与开关管Q1的C极相连接，所述电阻R1与开关管Q1的E极相连接。
9.根据权利要求5所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，还包括相互连接的开关管Q2和第二RC吸收电路，所述开关管Q2与开关管Q3相连接，所述第二RC吸收电路包括电容C2和电阻R2，所述电容C2和电阻R2相互串联后与开关管Q2并联。
10.根据权利要求9所述的IGBT电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述电容C2与开关管Q2的C极相连接，所述电阻R2与开关管Q2的E极相连接。
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