[发明专利]具有保护功能的直流断路器半导体组件关断能力测试回路

说明书

本发明公开了属于直流断路器性能测试装置范围的一种具有保护功能的直流断路器半导体组件关断能力测试回路。包括预充电单元、测试电流产生单元、晶闸管触发单元、保护单元、被测半导体组件以及吸能单元。其中：预充电单元与测试电流产生单元，并与电感L1连接组成LC振荡回路，从而产生测试电流；保护单元仅用一个二级管反并联在主回路晶闸管两端；能够限制电抗器由于晶闸管反向恢复过程而承受的电压过冲；吸能单元为一滑动电阻器，并联在被测半导体组件两端。本发明具有测试多种半导体组件的电流关断能力的特点，并且能够防止由于电压过冲造成电抗器绝缘击穿，有效地保护测试用电抗器。

技术领域

本发明属于直流断路器性能测试装置范围，特别涉及一种具有保护功能的直流断路器半导体组件关断能力测试回路。

背景技术

混合式直流断路器是直流系统安全可靠运行的重要保护手段之一，而半导体组件是混合式直流断路器的开断故障电流的基本核心单元。开展半导体组件关断试验是混合式直流断路器整机试验的基础，也是评估其关断能力以及性能好坏的必要环节，目前没有相关的标准测试方法及回路。针对目前的混合式直流断路器半导体组件关断能力测试电路，本发明提出了一种具有保护功能的直流断路器半导体组件关断能力测试回路，保护单元简单可靠，能够有效防止晶闸管反向恢复带来的电压过冲。

发明内容

本发明的目的是一种具有保护功能的直流断路器半导体组件关断能力测试回路，其特征在于，该具有保护功能的直流断路器半导体组件关断能力测试回路包括预充电单元、测试电流产生单元、晶闸管触发单元、保护单元、被测半导体组件以及吸能单元。其中：预充电单元由一个直流电源串联第一机械开关S1组成；测试电流产生单元为在第二机械开关S2串联电阻R1后并联电容器C1组成，并与电感L1连接组成LC振荡回路，从而产生测试电流；保护单元仅用一个二级管反并联在主回路晶闸管两端；能够限制电抗器由于晶闸管反向恢复过程而承受的电压过冲；吸能单元为一滑动电阻器，并联在被测半导体组件两端；被测半导体组件包含IGBT直串结构、二极管全桥结构以及IGBT全桥结构。

所述直流断路器半导体组件关断能力测试回路的实施过程：试验前电路中所有的机械开关、半导体器件均属于断开状态；具体步骤：

A.试验开始时首先闭合第一机械开关S1,给测试电流产生单元的电容器C1充电，达到试验电压要求后，断开第一机械开关S1；

B.测试电流产生单元的测试电流触发被测半导体组件中的半导体器件，0.5ms后测试回路导通；

C.若被测的半导体组件为全控型器件，经过预设的时延后，在t3时刻被测半导体组件关断；若半导体组件为二级管全桥，则二级管全桥承受反压后关断,此时被测半导体组件中电流开始迅速下降，其两端电压开始上升，达到吸能单元的动作电压，限制型电涌保护单元开始动作后，吸能单元动作吸收能量；若半导体组件为IGBT全桥或IGBT直串结构,半导体组件中的反并联二级管承受反压后关断，此时被测半导体组件中电流开始迅速下降，其两端电压开始上升，达到吸能单元的动作电压，限制型电涌保护单元动作，吸能单元则开始吸收能量；

D.吸能单元吸收能量后，回路电流逐渐降为零，保护单元的二极管导通，限制晶闸管反向恢复过程的电压过冲；

E.试验结束后，闭合第二机械开关S2，对电容器C1进行放电。

本发明的有益效果是保护单元简单，能够测试包含IGBT直串结构、二极管全桥结构以及IGBT全桥结构等多种结构的被测半导体组件；保护单元能够限制电抗器由于晶闸管反向恢复过程而承受的电压过冲；本发明具有测试多种半导体组件的电流关断能力的特点，并且能够防止由于电压过冲造成电抗器绝缘击穿，有效地保护测试用电抗器。

附图说明

图1为半导体组件关断能力测试回路框图。

图2为图1的具体的测试回路原理图。