一种用于快速大电流分断的全控型固态开关制造技术

本实用新型专利技术属于电力电子技术领域，具体涉及一种用于快速大电流分断的全控型固态开关，包括：IGBT功率模块、二极管、吸收电容、泄放电阻器和电阻器；所述泄放电阻器与吸收电容并联后与二极管串联，串联有二极管的吸收电容还与IGBT功率模块并联，所述IGBT功率模块的一端还与电阻器串联；本实用新型专利技术设计的全控型固态开关含多路并联电阻，可以通过导通/关断IGBT来根据实际需求调节回路电阻值，从而适应不同电流等级下的用户需求，尤其是在电压稳定，电流变化的应用场景下，设计的全控型固态开关可根据电流大小改变开关内阻，从而保证电压输出稳定，同时可以动态调节系统响应时间。同时可以动态调节系统响应时间。同时可以动态调节系统响应时间。

【技术实现步骤摘要】
一种用于快速大电流分断的全控型固态开关


[0001]本技术属于电力电子
，具体涉及一种用于快速大电流分断的全控型固态开关。

技术介绍

[0002]现有的具有接通、分断能力的开关，其开关动作借助于激励带动出头的磁性插棒来完成，属于机械式带触点开关。这种开关在分断时会发生起弧、触头磨损等情况，其机械电气寿命在105～106次左右。而固态开关属于无触点开关，没有磨损，其寿命长达10
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次或更长，属于半永久式开关，其工作频率小于10ms，可靠性高、使用安全、电磁干扰小。传统的固态开关多采用半控器件晶闸管作为核心器件，在对关断时间要求不高的场合及需要考虑经济型的场合进行应用；由于采用IGBT为核心器件的全控型固态开关，其关断时间可小于5μs，开关损耗低，可应用于重要负荷、容量大且对电能质量要求高的场合。但是，现有市面上的全控型固态开关仅仅只具有开关作用，无法适应电流变化的应用场合。
[0003]因此，针对现有技术的不足需要设计一种可用于快速大电流分断的全控型固态开关，且该全控固态开关可适应于电流变化的应用场合。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种用于快速大电流分断的全控型固态开关，用于解决现有技术中全控固态开关无法适应电流变化的技术问题。
[0005]本技术的技术方案如下：
[0006]本技术中所述一种用于快速大电流分断的全控型固态开关，包括：IGBT功率模块、二极管、吸收电容、泄放电阻器和电阻器；所述泄放电阻器与吸收电容并联后与二极管串联，串联有二极管的吸收电容还与IGBT功率模块并联，所述IGBT功率模块的一端还与电阻器串联；
[0007]所述IGBT功率模块为全控型快速关断器件，用于实现固态开关的快速关断。
[0008]所述吸收电容为能量吸收电容，用于吸收IGBT关断能量。
[0009]所述泄放电阻器为吸收电容能量吸收回路，吸收电容上的能量通过泄放电阻器进行释放。
[0010]当IGBT功率模块关断时，与IGBT功率模块串联的电阻器不工作，电路中的电阻值降低，吸收电容3吸收过压尖峰。
[0011]当IGBT功率模块开通时，与IGBT功率模块串联的电阻器投入工作，电路中的电阻值增加，吸收电容的能量通过泄放电阻进行释放。
[0012]所述二极管具有单向导通性，用于避免吸收电容向负载放电。
[0013]所述电阻器用于改变电路中总电阻作用；
[0014]所述单个全控型固态开关可根据负载需求变化，进行一个全控型固态开关单独使用或多个全控型固态开关并联设置使用。
[0015]本技术的有益效果在于：
[0016]本技术设计的一种用于快速大电流分断的全控型固态开关含有多路电阻，具有大电流快速分断能力，该开关内含多路并联电阻，可以通过导通/关断IGBT来根据实际需求调节回路电阻值，从而适应不同电流等级下的用户需求，尤其是在电压稳定，电流变化的应用场景下，本技术设计的全控型固态开关可根据电流大小改变开关内阻，从而保证电压输出稳定，同时可以动态调节系统响应时间。
[0017]此外，本技术设计的固态开关，开关动作控制灵活，响应速度快，具备在微秒级的时间内完成电气设备和大功率切换能力，集开关操作、多种保护、测量控制于一体，具有瞬时、快速、低噪音和安全可靠的工作特性，能够协助电能质量控制系统更好的解决目前电网中存在的电压跌落、电压中断等电能质量问题，在柔性配电系统中具有非常重要的作用。
附图说明
[0018]图1为本技术设计的全控型固态开关应用于超级电容储能的级联大功率磁体脉冲电源的结构示意图。
[0019]其中：1
‑
IGBT功率模块，2
‑
二极管，3
‑
吸收电容，4
‑
泄放电阻器，5
‑
电阻器，6
‑
全控型固态开关。
具体实施方式
[0020]下面通过附图1及具体实施方式对本技术一种用于快速大电流分断的全控型固态开关作进一步说明。
[0021]本技术中所述一种用于快速大电流分断的全控型固态开关，包括：IGBT功率模块1、二极管2、吸收电容3、泄放电阻器4和电阻器5；所述泄放电阻器4与吸收电容3并联后与二极管2串联，串联有二极管2的吸收电容3还与IGBT功率模块1并联，所述IGBT功率模块1的一端还与电阻器5串联；上述IGBT功率模块1、二极管2、吸收电容3、泄放电阻器4和电阻器5构成单个全控型固态开关。
[0022]所述IGBT功率模块1为全控型快速关断器件，用于实现固态开关的快速关断。
[0023]所述吸收电容3为能量吸收电容，用于吸收IGBT关断能量。
[0024]所述泄放电阻器4为吸收电容3能量吸收回路，吸收电容3上的能量通过泄放电阻器4进行释放。
[0025]当IGBT功率模块1关断时，与IGBT功率模块1串联的电阻器5不工作，电路中的电阻值降低，吸收电容3吸收过压尖峰。
[0026]当IGBT功率模块1开通时，与IGBT功率模块1串联的电阻器5投入工作，电路中的电阻值增加，吸收电容3的能量通过泄放电阻4进行释放。
[0027]本技术设计的全控型固态开关通过开通和关断IGBT功率模块1，来改变投入电路中的电阻器5的数量，从而改变电路中电阻值，以满足不同电流等级的需求。所述电阻器5用于调节电路中总电阻值作用。
[0028]所述二极管2具有单向导通性，用于避免吸收电容3向负载放电。
[0029]当负载需求变化时，所述单个全控型固态开关6可根据负载需求变化，进行一个全
控型固态开关6单独使用或多个全控型固态开关6并联设置使用；同时也可根据实际运行条件对上述说明进行变换和改进，所有这些变换和改进都属于本专利技术所附权利要求的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于快速大电流分断的全控型固态开关，其特征在于，包括：IGBT功率模块(1)、二极管(2)、吸收电容(3)、泄放电阻器(4)和电阻器(5)；所述泄放电阻器(4)与吸收电容(3)并联后与二极管(2)串联，串联有二极管(2)的吸收电容(3)还与IGBT功率模块(1)并联，所述IGBT功率模块(1)的一端还与电阻器(5)串联。2.根据权利要求1所述的一种用于快速大电流分断的全控型固态开关，其特征在于，所述IGBT功率模块(1)为全控型快速关断器件，用于实现固态开关的快速关断。3.根据权利要求2所述的一种用于快速大电流分断的全控型固态开关，其特征在于，所述吸收电容(3)为能量吸收电容，用于吸收IGBT关断能量。4.根据权利要求2所述的一种用于快速大电流分断的全控型固态开关，其特征在于，所述泄放电阻器(4)为吸收电容(3)能量吸收回路，吸收电容(3)上的能量通过泄放电阻器(4)进行释放。5.根据权利要求3所述的一种用于快速大电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪，李维斌，王英翘，宣伟民，陈俊宏，夏于洋，王雅丽，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：新型
国别省市：