專利名稱：一種h橋串聯(lián)電壓型逆變器中h橋功率模塊的旁路電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，屬于電氣自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電壓型逆變器廣泛應(yīng)用于各種變流裝置中，如變頻調(diào)速裝置、新型靜止無功補(bǔ)償裝置等。為了實(shí)現(xiàn)高壓、大容量的功率輸出，可以采用一種H橋串聯(lián)的電壓型逆變器(也稱為鏈?zhǔn)诫妷盒湍孀兤?。
H橋串聯(lián)的電壓型逆變器在運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)生一個(gè)H橋功率模塊故障時(shí)，為了提高整個(gè)逆變器運(yùn)行的可靠性，需要旁路故障的功率模塊，使整個(gè)逆變器可以繼續(xù)運(yùn)行。圖1給出了實(shí)現(xiàn)功率模塊旁路的常用電路，它由并聯(lián)在功率模塊交流輸出端的單相二極管整流橋(D1-D4組成)和可控硅SCR組成。當(dāng)某個(gè)功率模塊故障時(shí)，功率模塊的功率器件驅(qū)動(dòng)脈沖被封鎖住，之后可控硅SCR被觸發(fā)導(dǎo)通，使負(fù)載電流從二極管整流橋和可控硅SCR中流過，不影響整個(gè)逆變器功率的輸出。
圖1所示的旁路電路在應(yīng)用中存在以下問題由于可控硅陽陰極間能承受的dv/dt(電壓上升速度)有限，當(dāng)功率模塊中開關(guān)器件開始導(dǎo)通時(shí)，由于可控硅兩端電壓為零，功率模塊直流側(cè)電壓直接加在可控硅陽陰極間，可控硅會(huì)承受超過其耐受能力的dv/dt，導(dǎo)致其誤導(dǎo)通，引發(fā)功率模塊交流輸出短路故障。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，使得在功率模塊故障時(shí)可以被有效地旁路，且在上電后功率模塊開始輸出交流電壓時(shí)，旁路電路不會(huì)誤動(dòng)造成功率模塊發(fā)生短路故障。
為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括H橋功率模塊、單相二極管整流橋、可控硅，H橋功率模塊兩個(gè)交流輸出端與單相二極管整流橋兩個(gè)交流輸入端相聯(lián)，可控硅陽極與所述二極管整流橋直流正輸出端相連，可控硅陰極與所述二極管整流橋直流負(fù)輸出端相連，其特征在于H橋功率模塊兩個(gè)交流輸出端與單相二極管整流橋兩個(gè)交流輸入端之間串接有電抗器，充電電容與放電電阻并聯(lián)后與一充電電阻串聯(lián)，再并接于可控硅兩端。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的這種電路可以在H橋功率模塊上電開始輸出交流電壓之前，所述的可控硅陽陰極間被預(yù)充到一定的電壓，使得功率模塊開始輸出交流電壓時(shí)可控硅不會(huì)因?yàn)槌惺苓^高的dv/dt而發(fā)生誤導(dǎo)通故障，且功率模塊故障時(shí)可以被有效地旁路掉。


圖1為目前常用的旁路電路原理圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路原理圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3的電路原理圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例4的電路原理圖。
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例5的電路原理圖。
圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例6的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的電路實(shí)施例結(jié)構(gòu)和工作原理作進(jìn)一步的說明。
如圖2所示，CD、S1及反并聯(lián)二極管、S2及反并聯(lián)二極管、S3及反并聯(lián)二極管、S4及反并聯(lián)二極管為H橋功率模塊關(guān)鍵元件，所述的旁路電路由單相二極管整流橋D1-D4、限流電抗L1和L2、可控硅SCR、及虛線框內(nèi)的預(yù)充電電路組成。預(yù)充電電路由電阻R1、R2、R3、R4、RS1、RS2、CS1組成。當(dāng)H橋功率模塊直流電壓上電時(shí)，CS1兩端通過R1、R2、R3、R4、L1、L2、單相整流橋及RS1充電到一定電壓，使得S1或S2或S3或S4開通時(shí)可控硅不會(huì)因?yàn)槌惺苓^高的dv/dt而吳導(dǎo)通。RS2是防止CS1充電到過高的電壓值。
圖3是本實(shí)用新型的另一種形式的旁路電路圖。如圖3所示，CD、S1及反并聯(lián)二極管、S2及反并聯(lián)二極管、S3及反并聯(lián)二極管、S4及反并聯(lián)二極管為H橋功率模塊關(guān)鍵元件，所述的旁路電路由單相二極管整流橋D1-D4、限流電抗L1和L2、可控硅SCR、及虛線框內(nèi)的預(yù)充電電路組成。預(yù)充電電路由電阻R1、C1、R2、C2、R3、C3、R4、C4、RS1、RS2、CS1組成。當(dāng)H橋功率模塊直流電壓上電時(shí)，CS1兩端通過R1、C1、R2、C2、R3、C3、R4、C4、L1、L2、單相整流橋及RS1充電到一定電壓，使得S1或S2或S3或S4開通時(shí)可控硅不會(huì)因?yàn)槌惺苓^高的dv/dt而吳導(dǎo)通。RS2是防止CS1充電到過高的電壓值。
圖4是本實(shí)用新型的另一種形式的旁路電路圖。如圖4所示，CD、S1及反并聯(lián)二極管、S2及反并聯(lián)二極管、S3及反并聯(lián)二極管、S4及反并聯(lián)二極管為H橋功率模塊關(guān)鍵元件，所述的旁路電路由單相二極管整流橋D1-D4、限流電抗L1和L2、可控硅SCR、及虛線框內(nèi)的預(yù)充電電路組成。預(yù)充電電路由電阻R1、C1、R2、C2、RS1、RS2、CS1組成。當(dāng)H橋功率模塊直流電壓上電時(shí)，CS1兩端通過R1、C1、R2、C2、L1、L2、單相整流橋及RS1充電到一定電壓，使得S1或S2或S3或S4開通時(shí)可控硅不會(huì)因?yàn)槌惺苓^高的dv/dt而吳導(dǎo)通。RS2是防止CS1充電到過高的電壓值。
圖5是本實(shí)用新型的另一種形式的旁路電路圖。如圖5所示，CD、S1及反并聯(lián)二極管、S2及反并聯(lián)二極管、S3及反并聯(lián)二極管、S4及反并聯(lián)二極管為H橋功率模塊關(guān)鍵元件，所述的旁路電路由單相二極管整流橋D1-D4、限流電抗L1和L2、可控硅SCR、及虛線框內(nèi)的預(yù)充電電路組成。預(yù)充電電路由電阻R1、C1、D1、R2、C2、D2、R3、C3、D3、R4、C4、D4、RS1、RS2、CS1組成。當(dāng)H橋功率模塊直流電壓上電時(shí)，CS1兩端通過D1、C1、D2、C2、D3、C3、D4、C4、L1、L2、單相整流橋及RS1充電到一定電壓，使得S1或S2或S3或S4開通時(shí)可控硅不會(huì)因?yàn)槌惺苓^高的dv/dt而吳導(dǎo)通。RS2是防止CS1充電到過高的電壓值。
圖6是本實(shí)用新型的另一種形式的旁路電路圖。如圖6所示，CD、S1及反并聯(lián)二極管、S2及反并聯(lián)二極管、S3及反并聯(lián)二極管、S4及反并聯(lián)二極管為H橋功率模塊關(guān)鍵元件，所述的旁路電路由單相二極管整流橋D1-D4、限流電抗L1和L2、可控硅SCR、及虛線框內(nèi)的預(yù)充電電路組成。預(yù)充電電路由電阻R1、C1、D1、R2、C2、D2、R3、C3、D3、R4、C4、D4、RS1、RS2、CS1組成。當(dāng)H橋功率模塊直流電壓上電時(shí)，CS1兩端通過D1、C1、D2、C2、D3、C3、D4、C4、L1、L2、單相整流橋及RS1充電到一定電壓，使得S1或S2或S3或S4開通時(shí)可控硅不會(huì)因?yàn)槌惺苓^高的dv/dt而吳導(dǎo)通。RS2是防止CS1充電到過高的電壓值。R1、R2、R3、R4用于防止C1、C2、C3、C4電壓被充到過高。
圖7是本實(shí)用新型的另一種形式的旁路電路圖。如圖7所示，CD、S1及反并聯(lián)二極管、S2及反并聯(lián)二極管、S3及反并聯(lián)二極管、S4及反并聯(lián)二極管為H橋功率模塊關(guān)鍵元件，所述的旁路電路由單相二極管整流橋D1-D4、限流電抗L1和L2、可控硅SCR、及虛線框內(nèi)的預(yù)充電電路組成。預(yù)充電電路由電阻R1、D1、R2、D2、RS1、RS2、CS1組成。當(dāng)H橋功率模塊直流電壓上電時(shí)，CS1兩端通過R1、D1、R2、D2、L1、L2、單相整流橋及RS1充電到一定電壓，使得S1或S2或S3或S4開通時(shí)可控硅不會(huì)因?yàn)槌惺苓^高的dv/dt而吳導(dǎo)通。RS2是防止CS1充電到過高的電壓值。R1、R2、R3、R4用于防止C1、C2、C3、C4電壓被充到過高。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并不以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。任何基于本實(shí)用新型所作的等效變換電路，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，包括H橋功率模塊、單相二極管整流橋、可控硅，H橋功率模塊兩個(gè)交流輸出端與單相二極管整流橋兩個(gè)交流輸入端相聯(lián)，可控硅陽極與所述二極管整流橋直流正輸出端相連，可控硅陰極與所述二極管整流橋直流負(fù)輸出端相連，其特征在于H橋功率模塊兩個(gè)交流輸出端與單相二極管整流橋兩個(gè)交流輸入端之間串接有電抗器，充電電容與放電電阻并聯(lián)后與一充電電阻串聯(lián)，再并接于可控硅兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，其特征在于所述H橋功率模塊的四只開關(guān)器件兩端分別并接充電電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，其特征在于所述H橋功率模塊的四只開關(guān)器件兩端分別并接有充電支路，充電支路由充電電阻和充電電容串聯(lián)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，其特征在于所述H橋功率模塊的四只開關(guān)器件兩端分別并接有充電支路，充電支路由充電電阻與充電電容并聯(lián)后再與二極管串聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，其特征在于所述H橋功率模塊的四只開關(guān)器件兩端分別并接有充電支路，充電支路由充電電阻與二極管并聯(lián)后再與充電電容串聯(lián)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，其特征在于所述H橋功率模塊的直流母線輸出側(cè)與二極管整流橋的直流母線之間并接充電支路，充電支路由充電電阻與充電電容串聯(lián)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，其特征在于所述H橋功率模塊的直流母線輸出側(cè)與二極管整流橋的直流母線之間并接充電支路，充電支路由充電二極管與充電電阻串聯(lián)組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種H橋串聯(lián)電壓型逆變器中H橋功率模塊的旁路電路，包括H橋功率模塊、一個(gè)單相二極管整流橋、一個(gè)可控硅，所述H橋功率模塊兩個(gè)交流輸出端與單相二極管整流橋兩個(gè)交流輸入端相聯(lián)，可控硅陽極與所述二極管整流橋直流正輸出端相連，可控硅陰極與所述二極管整流橋直流負(fù)輸出端相連，其特征在于H橋功率模塊兩個(gè)交流輸出端與單相二極管整流橋兩個(gè)交流輸入端之間串接有電抗器，充電電容與放電電阻并聯(lián)后與一充電電阻串聯(lián)，再并接于可控硅兩端。本實(shí)用新型使得功率模塊上電時(shí)所述的可控硅兩端被充電到一個(gè)預(yù)定值，從而可以避免功率模塊開始輸出交流電壓時(shí)可控硅誤導(dǎo)通故障。
文檔編號(hào)H02M5/45GK2785249SQ200520050490
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者劉文輝, 劉文華 申請(qǐng)人:劉文輝, 劉文華