[实用新型]一种H桥模块保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子电路，具体讲涉及一种H桥模块保护电路。

背景技术

级联静止无功补偿器是应用于高电压等级的主要拓扑结构，H桥模块级联是级联静止无功补偿器的主要方式。为了保证静止无功补偿器可靠稳定的运行，要对H桥模块中的直流测电容电压、系统过流进行保护，并且在模块故障时能够有效的切除故障模块。

现有技术中的H桥模块保护电路常采用机械开关或者可控硅保护电路。

机械开关保护电路的电路图如图1所示，从图1可以看出，机械开关保护电路中是通过一个机械开关控制旁路电路的通路或者断路来对H桥模块进行保护，机械开关反应速度慢，H桥模块中的绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)会承受较长时间的过流，导致IGBT容易损坏，无法有效的保护H桥模块，如果H桥模块在机械开关开通之前就已封锁会使电流无通路，损坏设备。

可控硅开关保护电路的电路图如图2所示，从图2可以看出，旁路电路中包括两个并联的可控硅(SCR)开关来对H桥模块进行保护，可控硅开关在流过大流量电流时发热量大，需要加装散热器，增加了设备的体积，同时由于可控硅阴阳级间能承受的电压上升速率dv/dt有限，当功率模块中开关器件开通时，由于可控硅两端电压为零，功率模块直流侧电压直接加在可控硅两端，可控硅会承受较大的dv/dt，导致其误导通，引发交流输出故障。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提供一种H桥模块保护电路，所述电路包括放电电路和旁路电路，所述放电电路包括绝缘栅双极型晶体管和电阻；所述旁路电路包括可控硅和机械开关；所述可控硅和所述机械开关并联。

本实用新型的第一优选实施例中：述H桥模块缓冲电路还包括可控硅缓冲电路，所述可控硅缓冲电路与所述可控硅和所述机械开关并联。

本实用新型的第二优选实施例中：所述可控硅的缓冲电路包括整流桥、电容和电阻；所述电容与所述电阻并联后与另一个电阻串联构成的支路与整流桥并联。

本实用新型的第三优选实施例中：机械开关在所述H桥模块保护电路模块发生故障时闭合。

本实用新型的第四优选实施例中：机械开关在所述H桥模块保护电路持续过流时闭合。

本实用新型提供的一种H桥模块保护电路，采用可控硅开关和机械开关联合保护电路，可控硅快速的响应系统瞬时过流，响应速度快、时间短，有效的保护H桥模块，对于永久性故障，可控硅的导通给机械开关导通提供了时间，并且由于可控硅投入时间短，省去了可控硅需要的大体积的散热器，实现系统集约化，小型化。

附图说明

图1是：传统可控硅开关保护电路的电路图；

图2是：传统机械开关保护电路的电路图；

图3是：本实用新型提供的H桥模块保护电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型提供的H桥模块保护电路采用可控硅开关和机械开关联合保护电路，具体电路图如图3所示，由图3可以看出，本实用新型提供的H桥模块保护电路包括放电电路和旁路电路。

放电电路由绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)Qd和电阻Rd构成，其中Qd与Rd串联。

控制系统检测到电容C两端电压过高时发出指令信号，Qd导通，电容C通过Qd、Rd放电，电容电压下降到规定范围。

旁路电路包括可控硅SCR、可控硅SCR缓冲电路和机械开关K，其中可控硅SCR、可控硅SCR缓冲电路和机械开关K并联，可控硅SCR缓冲电路由整流桥D、电容Cs、电阻Rs1和电阻Rs2构成，电容Cs与电阻Rs2并联后与电阻Rs1串联构成的支路与整流桥D并联。

模块上电后，通过整流桥D和电阻Rs1给电容Cs充电，Rs2用于给电容Cs放电，防止Cs电压过高，电容Cs的电压可以保证可控硅SCR两端电压上升率在一定范围之内，防止其误导通。

当检测到H桥模块保护电路过流时，控制信号迅速导通可控硅SCR，封锁IGBT控制信号，如果过流在一定时间内恢复正常，重新启动IGBT信号，关断可控硅SCR；如果过流持续或模块发生故障，闭合机械开关，可靠地切除模块，关断可控硅SCR，防止可控硅SCR过热，将冗余模块投入运行。由于可控硅SCR投入时间极短，可以省去散热设备，实现模块过流保护的快速性，同时可控硅SCR为机械开关的闭合提供时间。

需要声明的是，本实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。