[发明专利]二极管箝位型多电平变换器的限流保护方法及其实现电路

权利要求书

1.一种二极管箝位型多电平变换器的限流保护方法，其特征是：所述的方法为当多电平变换器的逆变输出电流超过设定值时，先封锁外功率开关管，延时时间td1后封锁内功率开关管，保证外功率开关管只承受半边母线应力；当多电平变换器的逆变输出电流下降到设定值后，内功率开关管的封锁信号解除，外功率开关管的封锁信号必须由两个内功率开关管驱动信号的上升沿共同来解除。

2.根据权利要求1所述的二极管箝位型多电平变换器的限流保护方法，其特征是：所述的过流信号延时td1的时间长度为200μs-1000μs。

3.根据权利要求2所述的二极管箝位型多电平变换器的限流保护方法，其特征是：所述的过流信号延时td1的时间长度为500μs。

4.根据权利要求1或2或3所述的二极管箝位型多电平变换器的限流保护方法，其特征是：所述的方法为外管驱动信号G1和外管驱动信号G4的或逻辑作为D触发器U1的时钟信号，内管驱动信号G2和内管驱动信号G3的与逻辑作为D触发器U2的时钟信号，D触发器U1和D触发器U2的数据信号端都保持高电平，当多电平变换器的逆变输出电流超过设定值时，过流信号为高电平，作为D触发器U2的复位信号，使D触发器U2的负输出端输出高电平，D触发器U2的负输出端作为D触发器U1的复位信号，使D触发器U1的正输出端输出低电平，D触发器U1的正输出端与外管驱动信号G1或外管驱动信号G4与逻辑后共同作为外功率开关管Q1或外功率开关管Q4的驱动信号，D触发器U1的正输出端低电平时封锁外功率开关管Q1和外功率开关管Q4，同时，过流信号经过延时、反向后分别与内管驱动信号G2或内管驱动信号G3与逻辑后共同作为内功率开关管Q2或内功率开关管Q3的驱动信号，封锁内功率开关管Q2和内功率开关管Q3；当多电平变换器的逆变输出电流下降到设定值后，过流信号为低电平，过流信号经过延时、反向后输出高电平解除内功率开关管Q2和内功率开关管Q3的封锁信号，过流信号使D触发器U2的负输出端受内管驱动信号G2和内管驱动信号G3与逻辑后的上升沿控制，当内管驱动信号G2和内管驱动信号G3与逻辑后有上升沿时，D触发器U2的负输出端输出低电平，使D触发器U1的正输出端受外管驱动信号G1或外管驱动信号G4的上升沿控制，当外管驱动信号G1或外管驱动信号G4有上升沿时，解除对外功率开关管Q1和外功率开关管Q4的封锁。

5.一种实现如权利要求1所述的保护方法的电路，其特征是：所述的电路包括内管保护电路和外管保护电路，每组外管保护电路包括一组D触发器U1和一个D触发器U2，外管驱动信号G1和外管驱动信号G4分别输入或门U3的两个输入端，或门U3的输出端连接至D触发器U1的时钟信号输入端，内管驱动信号G2或内管驱动信号G3分别输入与门U5的两个输入端，与门U5的输出端连接至D触发器U2的时钟信号输入端，过流信号连接至D触发器U2的复位信号输入端，D触发器U2的负输出端与D触发器U1的复位信号输入端连接，D触发器U1和D触发器U2的数据信号端接高电平，D触发器U1的正输出端和外管驱动信号G1或外管驱动信号G4分别输入与门U4的两个输入端，与门U4的输出端作为外功率开关管Q1或外功率开关管Q4的驱动信号；每组内管保护电路包括延时反向电路U7和与门U6，过流信号经过延时反向电路U7后和内管驱动信号G2或内管驱动信号G3分别输入与门U6的两个输入端，与门U6的输出端作为内功率开关管Q2或内功率开关管Q3的驱动信号。

6.根据权利要求3所述的电路，其特征是：当与门U4的两个输入端分别连接D触发器U1的正输出端和外管驱动信号G1时，与门U4的输出端作为外功率开关管Q1的驱动信号；当与门U4的两个输入端分别连接D触发器U1的正输出端和外管驱动信号G4时，与门U4的输出端作为外功率开关管Q4的驱动信号。

7.根据权利要求3所述的电路，其特征是：当与门U6的两个输入端分别连接延时反向电路U7的输出端和内管驱动信号G2时，与门U6的输出端作为内功率开关管Q2的驱动信号；当与门U6的两个输入端分别连接延时反向电路U7的输出端和内管驱动信号G3时，与门U6的输出端作为内功率开关管Q3的驱动信号。

8.根据权利要求3所述的电路，其特征是：所述的与门U6为与门芯片，延时反向电路U7为延时时间为200μs-1000μs的延时反向电路。

9.根据权利要求3所述的电路，其特征是：所述的延时反向电路U7为延时时间为500μs的延时反向电路。