[发明专利]一种基于反馈控制的IGBT串联均压装置

摘要

本发明涉及一种基于反馈控制的IGBT串联均压装置，该装置包括状态反馈电路及双闭环控制电路、IGBT门极驱动电路、静态均压电路和IGBT控制器。本发明采用有源电压控制方法，通过对各IGBT集电极和发射极两端电压和门极电压进行采样，引入多重闭环反馈，闭环负反馈控制使Vce始终无差跟随设定值，从而实现IGBT直接串联中的电压平衡与过压抑制。本发明解决了IGBT器件串联应用中各IGBT所承受的电压不均衡问题，尤其是动态均压问题，防止IGBT功率器件工作过程中承受超过其耐压水平的过电压而损坏，同时减小了IGBT开通和关断过程所需要的时间和开关损耗，降低了电力电子装置的损耗，提高了装置的可靠性。

主权项

一种基于反馈控制的IGBT串联均压装置，其特征在于：包括状态反馈电路及双闭环控制电路、IGBT门极驱动电路、静态均压电路和IGBT控制器；所述状态反馈电路的第一输入正极连接IGBT的集电极，状态反馈电路的输入负极连接IGBT的发射极，状态反馈电路的第二输入正极连接IGBT门极；所述状态反馈电路对IGBT的集电极和发射极之间的电压Vce以及IGBT门极电压Vg进行采样，经过状态反馈电路之后IGBT端电压实现从强电到弱电的转换，状态反馈电路采集到的Vce弱电输出端与控制器输出的电压参考值构成双闭环控制回路的外环，状态反馈电路采集到的Vg弱电输出端与外环的输出构成双闭环控制回路的内环，通过内环控制提高驱动电路的动态特性；所述IGBT门极驱动电路的正极连接IGBT的门极，门极驱动电路的负极连接IGBT的发射极，IGBT故障信号输出端连接IGBT控制器的输入端；所述IGBT门极驱动电路将双闭环控制电路输出的控制信号转换成IGBT门极驱动电压，施加在IGBT的门极和发射极之间，控制IGBT的开通和关断，所述IGBT门极驱动电路可以产生IGBT故障信号；所述静态均压电路的正极连接IGBT的集电极，静态均压电路的负极连接IGBT的发射极；所述静态均压电路的作用主要是当IGBT处于关断稳定状态时平衡串联IGBT所承受的电压；所述IGBT控制器的输出端与状态反馈电路外环电压参考信号相连接，控制器的输入端与IGBT驱动电路中IGBT故障状态信号端子相连接；所述IGBT控制器负责输出状态反馈双闭环控制的外环电压参考值和接受IGBT故障信号。