一種h橋模塊保護電路的製作方法

2023-07-08 18:58:46 2

專利名稱：一種h橋模塊保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種電子電路，具體講涉及ー種H橋模塊保護電路。
背景技術：
級聯靜止無功補償器是應用於高電壓等級的主要拓撲結構，H橋模塊級聯是級聯靜止無功補償器的主要方式。為了保證靜止無功補償器可靠穩定的運行，要對H橋模塊中的直流測電容電壓、系統過流進行保護，並且在模塊故障時能夠有效的切除故障模塊。現有技術中的H橋模塊保護電路常採用機械開關或者可控矽保護電路。機械開關保護電路的電路圖如圖I所示，從圖I可以看出，機械開關保護電路中是通過ー個機械開關控制旁路電路的通路或者斷路來對H橋模塊進行保護，機械開關反應速度慢，H橋模塊中的絕緣柵雙極型電晶體(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor)會承受較長時間的過流，導致IGBT容易損壞，無法有效的保護H橋模塊，如果H橋模塊在機械開關開通之前就已封鎖會使電流無通路，損壞設備。可控矽開關保護電路的電路圖如圖2所示，從圖2可以看出，旁路電路中包括兩個並聯的可控矽(SCR)開關來對H橋模塊進行保護，可控矽開關在流過大流量電流時發熱量大，需要加裝散熱器，増加了設備的體積，同時由於可控矽陰陽級間能承受的電壓上升速率dv/dt有限，當功率模塊中開關器件開通時，由於可控矽兩端電壓為零，功率模塊直流側電壓直接加在可控矽兩端，可控矽會承受較大的dv/dt，導致其誤導通，引發交流輸出故障。

實用新型內容本實用新型針對現有技術的上述缺陷，提供ー種H橋模塊保護電路，所述電路包括放電電路和旁路電路，所述放電電路包括絕緣柵雙極型電晶體和電阻；所述旁路電路包括可控矽和機械開關；所述可控矽和所述機械開關並聯。本實用新型的第一優選實施例中述H橋模塊緩衝電路還包括可控矽緩衝電路，所述可控矽緩衝電路與所述可控矽和所述機械開關並聯。本實用新型的第二優選實施例中所述可控矽的緩衝電路包括整流橋、電容和電阻；所述電容與所述電阻並聯後與另ー個電阻串聯構成的支路與整流橋並聯。本實用新型的第三優選實施例中機械開關在所述H橋模塊保護電路模塊發生故障時閉合。本實用新型的第四優選實施例中機械開關在所述H橋模塊保護電路持續過流時閉合。本實用新型提供的ー種H橋模塊保護電路，採用可控矽開關和機械開關聯合保護電路，可控矽快速的響應系統瞬時過流，響應速度快、時間短，有效的保護H橋模塊，對於永久性故障，可控矽的導通給機械開關導通提供了時間，並且由於可控矽投入時間短，省去了可控矽需要的大體積的散熱器，實現系統集約化，小型化。


[0012]圖I是傳統可控矽開關保護電路的電路圖；圖2是傳統機械開關保護電路的電路圖；圖3是本實用新型提供的H橋模塊保護電路的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進ー步說明。本實用新型提供的H橋模塊保護電路採用可控矽開關和機械開關聯合保護電路，具體電路圖如圖3所示，由圖3可以看出，本實用新型提供的H橋模塊保護電路包括放電電路和旁路電路。放電電路由絕緣柵雙極型電晶體(IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor)Qd和電阻Rd構成，其中Qd與Rd串聯。控制系統檢測到電容C兩端電壓過高時發出指令信號，Qd導通，電容C通過QcURd放電，電容電壓下降到規定範圍。旁路電路包括可控矽SCR、可控矽SCR緩衝電路和機械開關K，其中可控矽SCR、可控矽SCR緩衝電路和機械開關K並聯，可控矽SCR緩衝電路由整流橋D、電容Cs、電阻Rsl和電阻Rs2構成，電容Cs與電阻Rs2並聯後與電阻Rsl串聯構成的支路與整流橋D並聯。模塊上電後，通過整流橋D和電阻Rsl給電容Cs充電，Rs2用於給電容Cs放電，防止Cs電壓過高，電容Cs的電壓可以保證可控矽SCR兩端電壓上升率在一定範圍之內，防止其誤導通。當檢測到H橋模塊保護電路過流吋，控制信號迅速導通可控矽SCR，封鎖IGBT控制信號，如果過流在一定時間內恢復正常，重新啟動IGBT信號，關斷可控矽SCR ;如果過流持續或模塊發生故障，閉合機械開關，可靠地切除模塊，關斷可控矽SCR，防止可控矽SCR過熱，將冗餘模塊投入運行。由於可控矽SCR投入時間極短，可以省去散熱設備，實現模塊過流保護的快速性，同時可控矽SCR為機械開關的閉合提供時間。需要聲明的是，本實用新型內容及具體實施方式
意在證明本實用新型所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本實用新型保護範圍的限定。本領域技術人員在本實用新型的精神和原理啟發下，可作各種修改、等同替換、或改進。但這些變更或修改均在申請待批的保護範圍內。
權利要求1.一種H橋模塊保護電路，所述電路包括放電電路和旁路電路，所述放電電路包括絕緣柵雙極型電晶體和電阻；其特徵在於所述旁路電路包括可控矽和機械開關；所述可控矽和所述機械開關並聯。
2.根據權利要求I所述的一種H橋模塊保護電路，其特徵在於所述H橋模塊緩衝電路還包括可控矽緩衝電路，所述可控矽緩衝電路與所述可控矽和所述機械開關並聯。
3.根據權利要求2所述的一種H橋模塊保護電路，其特徵在於所述可控矽緩衝電路包括整流橋、電容和電阻；所述電容與所述電阻並聯後與另一個電阻串聯構成的支路與整流橋並聯。
4.根據權利要求I所述的一種H橋模塊保護電路，其特徵在於機械開關在所述H橋模塊保護電路模塊發生故障時閉合。
5.根據權利要求I所述的一種H橋模塊保護電路，其特徵在於機械開關在所述H橋模塊保護電路持續過流時閉合。
專利摘要本實用新型提供一種H橋模塊保護電路，包括放電電路和旁路電路，放電電路由絕緣柵雙極型電晶體和電阻串聯構成，旁路電路由可控矽、可控矽的緩衝電路和機械開關並聯構成。本實用新型提供的H橋模塊保護電路中可控矽快速的響應系統瞬時過流，響應速度快、時間短，有效的保護H橋模塊，對於永久性故障，可控矽的導通給機械開關導通提供了時間，並且省去了可控矽需要的大體積的散熱器，實現系統集約化，小型化。
文檔編號H02H7/20GK202373968SQ201120468819
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者張同尊, 張挺柏, 張繼紅, 李金元, 王志良, 訾振寧, 謝剛文, 趙波, 陳力 申請人:中電普瑞科技有限公司, 重慶市電力公司