[发明专利]一种基于磁开关延时同步的IGBT串联电路

说明书

本发明公开了一种基于磁开关延时同步的IGBT串联电路，包括触发控制单元、磁开关、复位电源、电源及半导体开关，所述半导体开关由若干IGBT模块组成，其中，磁开关包括磁芯以及缠绕于磁芯上的复位绕组及磁开关绕组，其中，复位绕组的两端分别与复位电源的正负极相连接，磁开关绕组的一端与电源的正极相连接，磁开关绕组的另一端与第一个IGBT模块的集电极相连接，前一个IGBT模块的发射极与后一个IGBT模块的集电极相连接，最后一个IGBT模块的发射极与电源的负极相连接，各IGBT模块的门极分别与触发控制单元相连接，该电路能够降低各级IGBT模块的导通损耗。

技术领域

本发明属于电力电子应用技术领域，涉及一种基于磁开关延时同步的IGBT串联电路。

背景技术

由于固态绝缘栅双极性晶体管(IGBT)具有长寿命、高重频等优点，在脉冲功率技术中得到了广泛应用。实际应用中通常采用IGBT串连使用方式以提高其工作电压，而串联使用时，由于各级驱动电路以及IGBT的特性差异，各级开关的导通时间存在着一定的不同期性，带来了开通过程的动态均压问题。为满足动态均压的需要，在其不同期的时间窗口内，IGBT的并联均压支路应满足钳位充电电压的需要，因此需要降额使用IGBT的工作电压。

依据上述技术方案，如需提高IGBT串连组件的电压安全裕量，就需要进一步降低各级IGBT的工作电压，并提高各级并联均压支路的RC参数，增加串联级数。这些无疑会影响到IGBT的技术参数，并增加其内部损耗。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于磁开关延时同步的IGBT串联电路，该电路中各级IGBT模块的导通损耗较低。

为达到上述目的，本发明所述的基于磁开关延时同步的IGBT串联电路包括触发控制单元、磁开关、复位电源、电源及半导体开关，所述半导体开关由若干IGBT模块组成，其中，磁开关包括磁芯以及缠绕于磁芯上的复位绕组及磁开关绕组，其中，复位绕组的两端分别与复位电源的正负极相连接，磁开关绕组的一端与电源的正极相连接，磁开关绕组的另一端与第一个IGBT模块的集电极相连接，前一个IGBT模块的发射极与后一个IGBT模块的集电极相连接，最后一个IGBT模块的发射极与电源的负极相连接，各IGBT模块的门极分别与触发控制单元相连接。

各IGBT模块均并联有RC动态均压支路。

RC动态均压支路包括缓冲电阻及缓冲电容，其中，缓冲电阻的一端与缓冲电容的一端相连接，缓冲电阻的另一端与对应IGBT模块的集电极相连接，缓冲电容的另一端与对应IBGT模块的发射极相连接。

磁芯所用材料的磁化曲线为矩形曲线。

磁芯所用材料为金属磁化玻璃材料。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于磁开关延时同步的IGBT串联电路在工作时，在负载状况快速发生变化时，磁开关的输入与输出之间被瞬时阻挡，在阻挡期间只有微弱电流流向半导体开关，半导体开关在该阻挡期间内全部完成安全可靠导通，从而有效的降低各级IGBT模块导通的损耗，改善系统的动态均压效果，提高IGBT模块钳位电压的安全裕量，加快所控线路中导通电流的上升速度，以获得更窄的电流及电压输出波形。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明工作过程中半导体开关两端电压、电流及开通损耗的对比图。

其中，1为磁开关、2为半导体开关、3为复位绕组、4为磁芯、5为磁开关绕组、6为触发控制单元、7为IGBT模块、8为缓冲电阻、9为缓冲电容。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：