[发明专利]一种低压静止无功发生器的IGBT关断尖峰抑制电路

说明书

本发明提供了一种电能质量治理装置的IGBT关断尖峰抑制电路，包含电容吸收电路和有源钳位电路，其中电容吸收电路由在I型结构每个IGBT单管发射极和集电极之间并联的电容组成，有源钳位电路由两组串联的稳压管、电阻和二极管组成。采用电容吸收电路对IGBT关断产生的电压尖峰进行初步吸收，采用有源钳位电路钳住未被完全吸收的尖峰电压，保护工作电压范围，从而实现对I型结构SVG IGBT关断尖峰的抑制。本发明有效减小了I型结构SVG在运行过程中IGBT的关断电压尖峰，减小IGBT关断损耗以及IGBT损坏风险，提高了低压静止无功发生器的补偿效果。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种低压静止无功发生器的IGBT关断尖峰抑制电路

背景技术

低压静止无功发生器SVG是一种综合类无功补偿装置，通过外接电流互感器实时监测系统电流，并通过内部控制器对系统电流信息进行处理分析并生成指令信号，然后将控制信号发给内部IGBT并驱动其动作，以便达到精确补偿目的。

现有SVG的IGBT桥式电路常常采用I型拓扑或者T型拓扑，在I型拓扑结构的换流循环里，电路的T1管～T4管根据指令信号进行开通及关断，在这个过程中可能由于T2管或T3管处于大换流回路，在关断时回路中杂散电感储存的能量释放，集电极和发射极间会发生电压脉冲尖峰，会触发硬件过流故障，尖峰过高时甚至会损坏IGBT，所以常常采用各种吸收电路来抑制这种IGBT关断电压尖峰。

目前常用的是由电阻和电容组成的RC吸收电路和由电阻、电容和二极管组成的RCD吸收电路，一般认为RCD吸收电路对尖峰的吸收效果优于RC吸收电路，但是这两种吸收电路都存在着损耗较大，电阻温升较高，容易增大杂散电感的问题，且两种电路对于IGBT关断尖峰的抑制效果都不如本发明提供的抑制电路。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种低压静止无功发生器的IGBT关断尖峰抑制电路，实现对I型结构低压静止无功发生器SVG IGBT关断尖峰的抑制，从而减小I型结构低压静止无功发生器SVG在运行过程中IGBT的关断电压尖峰，减小IGBT关断损耗，减小IGBT损坏风险。

为实现上述目的，本发明提供了一种低压静止无功发生器的IGBT关断尖峰抑制电路，应用于无功补偿装置的三电平I型拓扑结构，实现对I型结构低压静止无功发生器SVGIGBT关断尖峰的抑制，从而减小I型结构低压静止无功发生器SVG在运行过程中IGBT的关断电压尖峰，减小IGBT关断损耗，减小IGBT损坏风险，包括电容吸收电路和有源钳位电路，其中：

电容吸收电路：由在串联的三电平I型结构IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4单管的集电极和在每个IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4两端并联的电容C1、C2、C3、C4组成，其中电容C1、C2、C3、C4串联。在电容的吸收作用下，低压静止无功发生器SVG正常工作时IGBT关断电压尖峰会有明显下降，震荡减少；电容吸收电路的电容容值越大，尖峰降低越明显，而随着电容增大，IGBT关断延时增大，且电容损耗增大，考虑尖峰降低因素与损耗，每个电容容值设定为2.2nF；

有源钳位电路：包含稳压管VP1、VP2，电阻R1、R2和二极管VD1、VD2，其中，稳压管VP1、电阻R1和二极管VD1串联，稳压管VP2、电阻R2和二极管VD2串联，同时在IGBT1管发射极，IGBT2管集电极中间与IGBT2管栅极驱动之间并联稳压管VP1，电阻R1和二极管VD1；在IGBT2管发射极，IGBT3管集电极中间与IGBT3管栅极驱动之间并联稳压管VP2，电阻R2和二极管VD2。其中，稳压管采用SMBJ400A，工作电压447V-494V，最大钳位电压648V。