[发明专利]一种箝位保护电路及矩阵变换器

说明书

技术领域

本发明涉及电力变换技术领域，尤其涉及一种箝位保护电路及电力变换装置。

背景技术

矩阵变换器不同于传统的交-直-交变换器，其自身不存在二极管续流通道，一旦出现异常情况，如系统输入侧电压出现幅值过高或掉电等问题，或者换流控制不当而引起负载电动机的突然断路时，将会直接引起系统线路上的能量无法释放，导致很高幅值的电压（V=Ldi/dt，其中，V为产生的电压，L为电机线路上的感抗，di为电流变化，dt为所述电压的持续时间），很可能使开关器件因承受过高电压应力而被击穿。因此，必须采用箝位电路，以实现过电压保护的目的。

现有技术中针对所述矩阵变换器的过电压保护方式是采用二极管箝位保护电路，以三相-单相矩阵变换器为例进行说明，其箝位保护电路如图1所示，包括：并联的第一电阻R1及第一电容C1、输入侧二极管单元101、连接于输入侧二极管单元101与第一电容C1之间的第二电阻R2、输出侧二极管单元102，以及连接于输出侧二极管单元102与第一电阻R1另一端相连的第三电阻R3。当其输出侧出现过高电压时，该电压将利用输出侧二极管单元102-第三电阻R3-第一电容C1-输出侧二极管单元102形成续流通路，产生该方向上的电流。其中，第一电容C1起到限制输出电压幅值的作用；第三电阻R3上有压降Vr，起到阻尼作用，限制最大箝位电流，即第一电容C1中流过电流的幅值，以确保第一电容C1的安全；第一电阻R1作为第一电容C1的泄漏元件，在系统正常工作时，第一电容C1中的储能通过第一电阻R1缓慢释放。

当其输出侧出现过高电压时，输出侧二极管单元102两端电压，即图中a、b两点之间的电压Vab1为第三电阻R3上压降Vr与第一电容C1上压降Vc之和，即Vab1=Vr+Vc，对输出侧二极管单元102内的二极管耐压值要求较高；当其输入侧出现过高电压时，同理对输入侧二极管单元101内的二极管耐压值要求较高；因此所述箝位保护电路在其二极管选型时需要选择具有较高耐压值的二极管，增加了所述箝位保护电路的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种箝位保护电路及电力变换装置，以解决现有技术中需要具有较高耐压值的二极管的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种箝位保护电路，应用于电力变换装置，包括：并联的箝位电容及泄能电阻、输入侧二极管单元、输出侧二极管单元、输入侧限流电阻，以及输出侧限流电阻；其中：

所述输出侧限流电阻的一端与所述输出侧二极管单元的输出端相连，所述输出侧限流电阻的另一端作为所述箝位保护电路的输出端；

和/或所述输入侧限流电阻的一端与所述输入侧二极管单元的输入端相连，所述输入侧限流电阻的另一端作为所述箝位保护电路的输入端。

优选的，所述箝位保护电路为单相输出，所述输出侧限流电阻与所述输出侧二极管单元的任意一路输出端相连。

优选的，所述箝位保护电路为单相输出，所述输出侧限流电阻包括第一电阻及第二电阻；其中：

所述第一电阻的一端与所述输出侧二极管单元的火线输出端相连，所述第一电阻的另一端作为所述箝位保护电路的火线输出端；

所述第二电阻的一端与所述输出侧二极管单元的零线输出端相连，所述第二电阻的另一端作为所述箝位保护电路的零线输出端。

优选的，所述箝位保护电路为三相输出，所述输出侧限流电阻包括第一电阻及第二电阻；其中：所述第一电阻及第二电阻分别与所述输出侧二极管单元的任意两路输出端相连。

优选的，所述箝位保护电路为三相输出，所述输出侧限流电阻包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；其中：

所述第一电阻的一端与所述输出侧二极管单元的U输出端相连，所述第一电阻的另一端作为所述箝位保护电路的U输出端；

所述第二电阻的一端与所述输出侧二极管单元的V输出端相连，所述第二电阻的另一端作为所述箝位保护电路的V输出端；

所述第三电阻的一端与所述输出侧二极管单元的W输出端相连，所述第三电阻的另一端作为所述箝位保护电路的W输出端。

优选的，所述箝位保护电路为三相输入，所述输入侧限流电阻包括第一电阻及第二电阻；其中：所述第一电阻及第二电阻分别与所述输入侧二极管单元的任意两路输入端相连。

优选的，所述箝位保护电路为三相输入，所述输入侧限流电阻包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；其中：

所述第一电阻的一端与所述输入侧二极管单元的R输入端相连，所述第一电阻的另一端作为所述箝位保护电路的R输入端；