[发明专利]TNPC逆变器装置及其桥臂短路检测方法

权利要求书

1.一种TNPC逆变器装置，包括：

TNPC逆变器模块，包括第一直流端、第二直流端、交流端、电容桥臂、逆变桥臂和双向开关桥臂，其中所述电容桥臂的两端与所述逆变桥臂的两端分别连接到所述第一直流端和所述第二直流端，所述双向开关桥臂的两端分别连接到所述电容桥臂的中点和所述逆变桥臂的中点，所述交流端为所述逆变桥臂的中点，所述逆变桥臂包括上开关管单元和下开关管单元；以及

短路检测模块，主要由上开关管检测单元和下开关管检测单元构成，其中所述上开关管检测单元配置为检测所述上开关管单元的管压降，所述下开关管检测单元配置为检测所述下开关管单元的管压降，

其中所述TNPC逆变器模块还包括中点端，所述电容桥臂的中点与所述中点端电连接，

所述双向开关桥臂包括第一流向开关管单元和第二流向开关管单元，所述第一流向开关管单元导通时所述双向开关桥臂中的电流由所述交流端流向所述中点端方向，所述第二流向开关管单元导通时所述双向开关桥臂中的电流由所述中点端流向所述交流端方向，以及

当所述第一直流端或所述第二直流端经由所述双向开关桥臂的回路形成短路路径时，所述短路路径上的所述上开关管单元的管压降或所述下开关管单元的管压降不小于相应的所述第一流向开关管单元或所述第二流向开关管单元的管压降。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述上开关管单元和所述下开关管单元的任何一个的额定电流不大于所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元的任何一个的额定电流。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述上开关管单元和所述下开关管单元的任何一个的静态驱动电压小于所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元的任何一个的静态驱动电压。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述TNPC逆变器装置还包括用于驱动所述上开关管单元的第一驱动电压产生电路和用于驱动所述下开关管单元的第二驱动电压产生电路，所述第一驱动电压产生电路和所述第二驱动电压产生电路分别具有稳压管，并通过所述稳压管使得所述第一驱动电压产生电路和所述第二驱动电压产生电路所产生的静态驱动电压都小于所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元的任何一个的静态驱动电压。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述TNPC逆变器装置还包括用于驱动所述上开关管单元的第一驱动电压产生电路和用于驱动所述下开关管单元的第二驱动电压产生电路，所述第一驱动电压产生电路和所述第二驱动电压产生电路分别具有各自的稳压集成电路和电压调节电阻，并通过所述电压调节电阻调节所述稳压集成电路，来使得所述第一驱动电压产生电路和所述第二驱动电压产生电路所产生的静态驱动电压都小于所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元的任何一个的静态驱动电压。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述上开关管单元和所述下开关管单元的任何一个的跨导小于所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元的任何一个的跨导。

7.根据权利要求1～6的任何一个所述的装置，其中所述上开关管单元、所述下开关管单元、所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元的任何一个由一个开关管形成，或由多个开关管并联或串联连接而形成。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述开关管为可控型开关管。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述可控型开关管为绝缘栅双极型晶体管、集成栅极换流晶闸管、金属氧化物半导体控制晶闸管、双极结型晶体管或金属氧化物半导体晶体管中的任何一种。

10.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元串联连接，所述开关管的任何一个均反向并联一个二极管。

11.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元并联连接，构成所述第一流向开关管单元和所述第二流向开关管单元的任何一个的开关管均反向串联有二极管，构成所述上开关管单元和所述下开关管单元的任何一个的开关管的任何一个均反向并联一个二极管。

12.根据权利要求7所述的装置，其中构成所述上开关管单元和所述下开关管单元的任一个开关管在其所在的回路形成短路路径时的导通管压降大于5.6V。