一种旁路电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种旁路电路，其并联在每个级联模块的交流输出侧，所述旁路电路包括一组全控型开关管，其配置有驱动电路。本实用新型专利技术所述旁路电路工作可靠、旁路切换快速、体积小、功耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种旁路电路
本技术涉及功率模块级联
，具体涉及一种旁路电路。
技术介绍
在通过模块级联输出交流高压的应用场合，为了保证系统的正常运行，一般会给级联模块(也可称为逆变桥)并联旁路电路，当级联模块中出现一个或几个功率模块故障时，采用旁路电路将故障模块旁路掉，保证其它功率模块继续正常工作，从而使系统运行不受影响。现有的用于级联模块的旁路电路主要采用晶闸管或机械开关(接触器或者继电器)实现旁路。如图1所示，旁路电路采用晶闸管反向并联的方式。具体地，所述旁路电路由交流滤波电路2和晶闸管电路3组成。其中交流滤波电路2包括与级联模块的一个交流输出端连接的交流滤波电感L，和与晶闸管电路3的两端并联的RC串联电路；晶闸管电路3由两个反向并联的晶闸管并联组成，其两端分别连接到交流滤波电感L的输出端和级联模块的另一个交流输出端，每个晶闸管均需要配置一个隔离驱动电路4。当级联模块中的某个功率模块发生故障时，晶闸管的驱动电路驱动晶闸管电路3开始导通，导致逆变桥1被旁路掉，这样可保证系统正常运行。上述旁路方案必须是晶闸管电路3配交流滤波电路2才能实现。这是因为，逆变桥1中的IGBT的开关速度很快，使得逆变桥1输出端口的电压变化率du/dt一般在3000V/us以上，而晶闸管对du/dt的耐受一般在1000V/us，如果超过这个值就有可能导致晶闸管在没有驱动的情况下误触发，从而导致输出短路和晶闸管过流损坏，因此需要在逆变桥1的交流输出端接入交流滤波电感L，并在晶闸管电路3两端并联RC的方式抑制晶闸管两端的du/dt值。在交流滤波电路2中，增大电感L和电容C可以有效降低晶闸管两端的du/dt值。但是，电容C值增大时会使消耗在电阻R上的损耗增加，使得系统的效率降低；电感L值增大时会增加功率模块的体积。另外，LC的引入会造成功率模块输出波形的震荡，会在晶闸管阴阳极间形成电压尖峰，所以上述旁路方案对晶闸管的耐压能力提出了更高的要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种工作可靠、旁路切换快速、体积小、功耗低的旁路电路。解决本技术技术问题所采用的技术方案是：本技术提供一种旁路电路，其并联在每个级联模块的交流输出侧，所述旁路电路包括一组全控型开关管，其配置有驱动电路。可选地，所述旁路电路包括反向串联的两个全控型开关管。可选地，所述反向串联的两个全控型开关管共用一个隔离驱动电路。可选地，所述全控型开关管为IGBT，且反向串联的两个IGBT的发射极连接在一起、集电极分别与级联模块的两个交流输出端连接、栅极连接至同一隔离驱动电路的第一输出端，所述两个IGBT的发射极连接至所述隔离驱动电路的第二输出端。可选地，所述全控型开关管为IGBT，且反向串联的两个IGBT的发射极连接在一起、集电极分别与级联模块的两个交流输出端连接、栅极分别与两个隔离驱动电路的第一输出端连接，所述两个IGBT的发射极分别与所述两个隔离驱动电路的第二输出端连接。可选地，所述全控型开关管为N沟道增强型MOSFET，且反向串联的两个N沟道增强型MOSFET的源极连接在一起、漏极分别与级联模块的两个交流输出端连接、栅极连接至同一隔离驱动电路的第一输出端，所述两个N沟道增强型MOSFET的源极连接至所述隔离驱动电路的第二输出端。可选地，所述全控型开关管为N沟道增强型MOSFET，且反向串联的两个N沟道增强型MOSFET的源极连接在一起、漏极分别与级联模块的两个交流输出端连接、栅极分别与两个隔离驱动电路的第一输出端连接，所述两个N沟道增强型MOSFET的源极分别与所述两个隔离驱动电路的第二输出端连接。可选地，所述全控型开关管的内部集成有反向并联的二极管，或者外部接有反向并联的二极管。可选地，所述旁路电路还包括与所述一组全控型开关管并联的机械开关。可选地，所述机械开关为继电器或接触器。有益效果：本技术所述旁路电路与现有技术相比，能够避免在采用晶闸管电路作为旁路时因承受超过晶闸管耐受能力的du/dt而误导通，从而导致交流输出短路和旁路晶闸管损坏的问题出现，可以应用在交流输出端电压变化率du/dt较大的场合。附图说明图1为现有技术中旁路电路的电路图；图2为本技术实施例提供的第一种旁路电路的电路图；图3为本技术实施例提供的第二种旁路电路的电路图；图4为本技术实施例提供的第三种旁路电路的电路图；图5为本技术实施例提供的第四种旁路电路的电路图。图中：1－逆变桥；2－滤波电路；3－晶闸管电路；4－隔离驱动电路；11－级联模块；12－反向串联的两个IGBT；13－隔离驱动电路；14－反向串联的两个N沟道增强型MOSFET；15－机械开关。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细描述。本技术实施例提供一种旁路电路，其并联在每个级联的模块(如功率模块)的交流输出侧，所述旁路电路包括一组全控型开关管，其配置有驱动电路，以驱动各个全控型开关管的导通、关断。可以理解的是，所述一组全控型开关管并联在级联模块的交流输出侧。在级联模块正常工作时，驱动电路控制各个全控型开关管的驱动电压一直为负电平，从而使各个全控型开关管保持为关断状态，且不会因交流输出端电压变化率du/dt过大而误导通；在级联模块发生故障时，驱动电路控制各个全控型开关管的驱动电压一直为正电平，从而使各个全控型开关管保持为打开状态，此时电流从旁路电路流过，将发生故障的模块从系统中切除，以免影响系统正常工作。具体地，所述旁路电路包括反向串联的两个全控型开关管。这两个反向串联的全控型开关管可共用一个隔离驱动电路。下面结合图2-4详细描述本技术实施例提供的旁路电路的具体结构。如图2所示，所述全控型开关管可以为IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)，且反向串联的两个IGBT12的发射极连接在一起(形成串联点)、集电极分别与级联模块11的两个交流输出端连接、栅极连接至同一隔离驱动电路13的第一输出端，所述反向串联的两个IGBT12的发射极连接至所述隔离驱动电路13的第二输出端，换言之，所述隔离驱动电路13的第二输出端连接至反向串联的两个IGBT12的串联点。其中，每个IGBT既可内部集成有反向并联的二极管，也可外部接有反向并联的二极管。由于反向串联的两个IGBT12共用一个隔离驱动电路13，驱动方式简单。当然，反向串联的两个IGBT也可分别采用一个隔离驱动电路。具体地，反向串联的两个IGBT的发射极连接在一起、集电极分别与级联模块的两个交流输出端连接、栅极分别与两个隔离驱动电路的第一输出端连接，所述两个IGBT的发射极分别与所述两个隔离驱动电路的第二输出端连接。在由反向串联的两个IGBT组成旁路电路的情况下，在级联模块正常工作时，反向串联的两个IGBT的驱动电压Vge一直为负电平，且IGBT器件本身不会因为交流输出端电压变化率du/dt过大而误导通，所以本旁路方案不会受到交流输出端电压变化率du/dt的影响；在级联模块发生故障时，反向串联的两个IGBT的驱动电压Vge变为正电平，使得反向串联的两个IGBT导通，此时电流从旁路电路(即反向串联的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旁路电路，其并联在每个级联模块的交流输出侧，其特征在于，所述旁路电路包括一组全控型开关管，其配置有驱动电路。

【技术特征摘要】
1.一种旁路电路，其并联在每个级联模块的交流输出侧，其特征在于，所述旁路电路包括一组全控型开关管，其配置有驱动电路。2.根据权利要求1所述的旁路电路，其特征在于，所述旁路电路包括反向串联的两个全控型开关管。3.根据权利要求2所述的旁路电路，其特征在于，所述反向串联的两个全控型开关管共用一个隔离驱动电路。4.根据权利要求2所述的旁路电路，其特征在于，所述全控型开关管为IGBT，且反向串联的两个IGBT的发射极连接在一起、集电极分别与级联模块的两个交流输出端连接、栅极连接至同一隔离驱动电路的第一输出端，所述两个IGBT的发射极连接至所述隔离驱动电路的第二输出端。5.根据权利要求2所述的旁路电路，其特征在于，所述全控型开关管为IGBT，且反向串联的两个IGBT的发射极连接在一起、集电极分别与级联模块的两个交流输出端连接、栅极分别与两个隔离驱动电路的第一输出端连接，所述两个IGBT的发射极分别与所述两个隔离驱动电路的第二输出端连接。6.根据权利要求2所述的旁路电路，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴霆霆，李直，郝翔，李东松，王立，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65