[实用新型]适用于高压大功率场合的IGBT串联均压控制电路

说明书

本实用新型涉及一种适用于高压大功率场合的IGBT串联均压控制电路，属于电力电子技术领域。该均压控制电路通过在T管的集电极和栅极间串入电阻R、并联电容C的稳压二极管Z、栅极‑发射极间短接电阻Rg的Ts管，实现了具有三阶段控制的均压电路，第一、三阶段具有峰值均压控制作用，第二阶段具有斜率控制作用。第一阶段峰值均压控制，由Ts管实现；第二阶段斜率均压控制，由电阻R、Ts管和电容C实现；第三阶段峰值均压控制，由电阻R、稳压二极管Z和Ts管实现。电阻R起限流作用，限制电阻R→T管栅极支路的电流，所述电阻Rg用于防止Ts管误导通。

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种适用于高压大功率场合的IGBT串联均压控制电路。

背景技术

近年来，随着电力电子技术的发展，高压大功率设备对IGBT器件的耐压等级提出了更高要求。如何设计更好的IGBT串联技术，成为研究热点之一。

IGBT串联应用的关键问题是实现均压。目前，在众多IGBT串联均压技术中，最简单、可靠的方法是并联RC缓冲回路[1]。但在高压场合，考虑到损耗、体积以及造价等因素，无RC缓冲回路的均压方法更实用。此外，基于电压轨迹控制和门极信号延时调整等有源方法，因控制电路过于复杂，使用场合受限。因此，有必要基于IGBT特性以及均压控制的要点，选择更为有效的均压方法。

电压箝位控制[2]原理，见图1。其中，T为IGBT，D为快恢复二极管，Z为稳压二极管。D、Z组成电压箝位反馈控制回路，D保证了电流单向流动，Z决定了箝位控制的启动阈值。T关断时，VCE开始上升。VCE低于Z的阈值时，反馈控制回路中只有微弱的漏电流，作用可以忽略。如果VCE超过Z的阈值，反馈电流流过D和Z，注入门极，使得VCE被箝位于某一阈值，不能继续上升，从而达到保护IGBT管过压损坏。

因稳压二极管的阈值有限，该均压电路只适用于低压小功率的串联IGBT均压控制中。在高压大功率场合，该均压电路的使用受限。

本实用新型涉及以下技术术语：

1、IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管。

2、IGBT的雪崩击穿：当IGBT的栅极电压为零或负时，处于正向阻断状态，此时若IGBT承受外部阻断电压较高，当集电极-发射极间电压超过某一临界值时，发生雪崩击穿。

3、IGBT的雪崩击穿电压：使IGBT发生雪崩击穿的外部电压，称作雪崩击穿电压。

4、IGBT的米勒电容：IGBT内部寄生在集电极-栅极间的电容。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种适用于高压大功率场合的IGBT串联均压控制电路，实现大功率IGBT串联均压问题。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

适用于高压大功率场合的IGBT串联均压控制电路，包括：电阻R、电阻Rg、电容C、稳压二极管Z和IGBT管：T管、Ts管；所述T管的集电极与电阻R的一端连接，电阻R的另一端与稳压二极管Z的阴极连接，稳压二极管Z的阳极与Ts管的集电极连接，Ts管的发射极与T管的栅极连接；所述稳压二极管Z并联电容C；所述Ts管的栅极和发射极间短接电阻Rg。

在上述方案的基础上，所述电阻R用于限制电路的电流，所述电阻Rg用于防止Ts管误导通。