[发明专利]IGBT串联动态均压控制电路及装置

说明书

本申请提供了一种IGBT串联动态均压控制电路及装置，包括多个依次串联连接的IGBT管、第一均压电路、自动切换电路、第二均压电路、发光组件、脉冲宽度调制器和控制器。每个IGBT管的集电极和发射极两端均并联一个第一均压电路。每个第一均压电路的两端均并联一个自动切换电路。每个自动切换电路的两端均并联一个第二均压电路，且自动切换电路用于根据IGBT管两端的过电压控制第二均压电路是否工作。每个第二均压电路的两端均并联一个发光组件。每个IGBT管的栅极均与脉冲宽度调制器的输出端电连接。每个发光组件均与控制器电连接，控制器用于确定各个发光组件中首先发光的发光组件，并通过脉冲宽度调制器调整与首先发光的发光组件对应的IGBT管的导通时间。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及IGBT串联动态均压控制电路及装置。

背景技术

在大量应用电力电子技术系统的高电压装置中，单个IGBT无法满足要求，必须用多个IGBT串联组成。例如大容量柔性直流输电系统，其电压往往达到几百千伏，其中换流阀就是由大功率的IGBT串联组成，其阀段器件串联数量根据输送电压由不同容量的IGBT串联而成。大容量逆变器，动态无功补偿电路也经常会使用IGBT串联结构。

但是IGBT串联时，由于器件在半导体工艺上造成的静态参数不同，电路拓扑上造成的动态参数不同，以及栅极驱动信号的不同步，均造成了串联器件的电压不平衡。尤其在动态时问题会更加严重，有时甚至造成器件因过电压而损坏。因此亟需一种适合于IGBT串联动态均压控制装置。

发明内容

基于此，有必要针对现有IGBT串联时，由于器件参数的不同，使得串联器件的电压不平衡，存在安全隐患的问题，提供一种IGBT串联动态均压控制电路及装置。

一种IGBT串联动态均压控制电路，包括：

多个依次串联连接的IGBT管；

第一均压电路，每个所述IGBT管的集电极和发射极两端均并联一个所述第一均压电路；

自动切换电路，每个所述自动切换电路的第一端和第二端两端并联一个所述第一均压电路；

第二均压电路，每个所述自动切换电路的第一端和第三端两端并联一个所述第二均压电路，所述自动切换电路用于根据所述IGBT管两端的过电压控制所述第二均压电路是否工作；

发光组件，每个所述第二均压电路的两端均并联一个所述发光组件；

脉冲宽度调制器，每个所述IGBT管的栅极均与所述脉冲宽度调制器的输出端电连接；以及

控制器，每个所述发光组件均与所述控制器电连接，所述控制器的输出端与所述脉冲宽度调制器的输入端电连接，所述控制器用于确定各个所述发光组件中首先发光的所述发光组件，并通过所述脉冲宽度调制器调整与首先发光的所述发光组件对应的所述IGBT管的导通时间。

在其中一个实施例中，所述控制器基于首先发光的所述发光组件调整所述脉冲宽度调制器的死区时间，以调整与首先发光的所述发光组件对应的所述IGBT管的导通时间。

在其中一个实施例中，所述第一均压电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述IGBT管的集电极电连接，所述第一电阻的第二端与所述IGBT管的发射极电连接。

在其中一个实施例中，所述第二均压电路包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述自动切换电路的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述自动切换电路的第二端电连接。

在其中一个实施例中，所述第一电阻的阻值是所述第二电阻阻值的二倍。

在其中一个实施例中，所述第二电阻的阻值Rs为：