[发明专利]与半控网络桥结合的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种与半控网络桥结合的方法和装置。更具体地，本发明涉及用于控制半控网络桥的晶闸管的方法和装置。

背景技术

网络桥是用于将网络的AC(alternating current，交流)电压转换成DC(direct current，直流)电压的电转换器。最简单形式的网络桥具有六个二极管，其中每个网络相有串联连接的两个二极管。这些串联连接的二极管还相互并联连接。网络相连接在串联连接的二极管之间，并联连接对的阳极和阴极形成dc电压的正端和负端。这种类型的连接可以用于生成其幅值不能改变的6脉冲电压。

半控网络桥通常与设置有中间DC电路的变频器结合使用，该中间DC电路用于生成中间电路的dc电压。半控网络桥生成的电压的幅值可以通过使用该桥的可控开关进行控制。图1示出了由三个二极管和三个晶闸管组成的半控网络桥的示例。每个所连接的二极管和晶闸管形成了串联连接对，在该串联连接对中，二极管的阴极连接到晶闸管的阳极。此外，所有如此连接的对进一步并联连接，并且网络电压相可连接在串联连接的部件之间。整流电压Udc在晶闸管的阴极和二极管的阳极之间形成。

已知晶闸管是如下部件：该部件在晶闸管电压正向偏置时，可以通过向栅极提供栅极电流而接通到导电状态。然而，传统的晶闸管不能从栅极切断，而是只要存在通过该晶闸管的电流，其就保持导电。与变频器的网络整流器结合的晶闸管操作对于产生所期望的中间电路dc电压是重要的。因此，为了确保晶闸管导通，该晶闸管不仅被获供足以用于导通的单个栅极电流脉冲，而且只要可能导通，就接收连续电流馈电。

现有技术教导了通过将栅极连接到电压而实现的栅极控制，其中通过使用阻性耦合来限制通过该栅极控制而提供的栅极电流。为了降低功耗，电压被切换到栅极，从而产生脉冲栅极电流。现有技术实现的典型示例是以预定开关频率产生脉冲栅极电流。这种恒定开关频率的示例是30kHz，其中电流幅值为0.5A并且脉冲率为大约55/45。每个周期因此具有20μs的载流时间和大约16μs的死区时间。然而，因为电流的幅值受电阻器限制，因此以此方式生成的栅极电流包括相当大的功耗。

在现有技术方法中，栅极电流取决于连接到栅极的电压、电流路径上的电阻、以及压降。因此，电流的幅值可能由于供电电压和要控制的晶闸管的栅极-阴极电压的变化而显著变化。在最坏的情况下，电流不足以导通所期望的晶闸管。

另外，由于栅极电流的高切断率，栅极电流电路的连续开关可能会引起与电磁干扰有关的问题。

美国2002/0044004A1提出了提供连续栅极电流来导通晶闸管的解决方案。然而，当用于控制半控晶闸管桥中的晶闸管时，该解决方案较复杂。

美国专利7,388,765B2公开了一种使用连续电流来导通晶闸管的方法。这种连续电流进一步从所有栅极驱动电路共有的电压源获得。关于US 7,388,765中公开的方法的问题与用于执行所需操作的大量部件有关。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免了以上缺点并且使得能够更经济地且以更少的部件控制半控晶闸管桥的晶闸管的方法和装置。这是通过其特征在于独立权利要求中所声明内容的发明的方法和装置来实现的。从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

本发明基于如下思想：利用由所有栅极电流电路的公共电路提供的连续栅极电流，控制半控网络桥的晶闸管。

本发明的方法和装置提供了可以精确地确定其幅值并且因此使得对于导通晶闸管是理想的栅极电流。另外，该栅极电流与提供该栅极电流的辅助电压的任何变化无关。该栅极电流通过电感部件，从而限制了电流上升速率。此外，在本发明中仅使用了一个电流源。来自该源的电流基于相电压而被切换到需要栅极电流的晶闸管。

附图说明

在下文中，将参照优选实施例和附图更详细地描述本发明，其中：

图1示出了半控网络桥；

图2是本发明的装置的框图；

图3示出了由本发明的恒流调节器提供的电流的曲线；以及

图4示出了在电流从一个栅极电路改变到另一栅极电路时的电流波形。

具体实施方式