[实用新型]一种包含可关断启动电路的高电位取能装置

说明书

本实用新型提供一种包含可关断启动电路的高电位取能装置，包括启动单元、主回路单元、控制单元；启动单元由两个或两个以上启动单元组件串联组成，采用限流方式向控制单元供电；启动单元组件包括第一全控开关器件(2)及与其连接的第一电阻(1)和第二电阻(4)、第一稳压管(3)和第二稳压管(5)、隔离控制器件(6)；主回路单元由两个或两个以上主回路单元组件输入端串联组成。主回路单元组件由第一电容器(11)和第二电容器(14)、主功率变压器(9)、驱动变压器(12)、第二全控开关器件(13)、电流传感器(15)、整流二极管(10)相连接组成。解决了控制电路启动问题和开关器件耐压及损耗问题。

技术领域

本实用新型涉及柔性直流输电和电力电子应用技术领域，特别涉及一种包含可关断启动电路的高电位取能装置。

背景技术

柔性输配电技术中会用到多个功率单元串联的拓扑，每个功率单元中的驱动板、控制板的电路一般需要15Vdc供电，需要从功率单元的电容器取电。根据功率单元所应用的开关器件不同，一般电容电压为1200Vdc-4200Vdc，即需要将1200Vdc-4200Vdc，甚至更高的电压，转换为功率单元板卡所需要的15Vdc电压。传统DC-DC开关电源电路拓扑的输入电压不超过800Vdc，功率单元所需要的高电位取能装置需要在传统电路拓扑上进行调整。

由于输入电压较高，需要解决如下3个基本技术问题：

1、控制电路启动问题。在取能装置正常给控制电路自供电以前，取能装置的控制电路需要具有一定能量才可以启动。

2、开关器件的耐压问题。一般开关管的耐压最高为4500V，耐压裕量不足。

3、开关器件损耗问题。传统电路拓扑在如此高输入电压下，开关损耗十分可观。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种包含可关断启动电路的高电位取能装置，设计了可控关断的启动电路，利用启动电路对控制单元进行初始启动，在控制单元启动后使启动电路关断，采用取能装置本身的电源对控制单元进行供电，有效解决了控制电路启动问题。在主回路单元的设计中采用多个组件输入端串联、输出端并联的方式有效解决了开关器件耐压问题以及开关器件损耗问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种包含可关断启动电路的高电位取能装置，包括启动单元、主回路单元、控制单元；其中，启动单元由两个或两个以上启动单元组件串联组成，采用限流方式向控制单元供电；启动单元组件包括第一全控开关器件(2)及与其连接的第一电阻(1)和第二电阻(4)、第一稳压管(3)和第二稳压管(5)、隔离控制器件(6)。

所述的主回路单元由两个或两个以上主回路单元组件输入端串联组成，主回路单元组件由第一电容器(11)和第二电容器(14)、主功率变压器(9)、驱动变压器(12)、第二全控开关器件(13)、电流传感器(15)、整流二极管(10)相连接组成，通过驱动第二全控开关器件(13)的通断，向后级输出侧提供能量。

所述的控制单元的核心是主控单片机芯片，其处理电流传感器(15)检测的电流信号、主回路单元输出电压反馈的信号，输出相应驱动信号。

所述的启动单元组件的第一稳压管(3)和第二稳压管(5)还是全控开关器件(2)的驱动电压钳位二极管和全控开关器件(2)关断电压钳位二极管，能够防止全控器件门极电压超过器件耐受值和防止全控器件关断电压超过器件耐受值。

所述的启动单元的第一电阻(1)和第二电阻(4)为限流电阻，限流值依据控制单元的电流需求而定。

所述的主回路单元的各个组件的驱动变压器(12)输入端接收控制单元发出的相同的驱动信号并由输出端连接驱动第二全控开关器件(13)的栅极，控制其导通。