[发明专利]一种全桥模块和一种直流断路器

说明书

本发明提供了一种全桥模块，包括：多个二极管、多个全控器件、避雷器、多个驱动电路；多个二极管串联成桥式结构；每个全控器件连接一个驱动电路，所述多个全控器件串联后与避雷器并联，再连接于所述桥式结构的上下桥臂中点处，采用串联的二极管，使全桥模块达到额定电压，避免被击穿，同时基于桥式串联的二极管，显著降低了串联模块数量，有利于降低设备成本与体积，通过驱动电路和避雷器的有效配合，解决了全控器件串联均压的问题。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种全桥模块和一种直流断路器。

背景技术

随着基于电压源换流器(VSC)的多端柔性直流和直流电网技术的应用，高压直流断路器成为保证系统稳定安全可靠运行的关键设备之一。混合采用机械开关和全控型电力电子开关的直流断路器技术兼具了机械开关的低损耗特性和电力电子开关的快速分断特性，是目前应用高压输电系统中直流分断最为有效的技术途径。高压直流断路器应用于的含有大容量的架空线柔性多端直流和直流电网时，除了具备快速和低损耗等特性外，还应具备强电流分断以及高工作可靠性。

目前提出了新型混合式直流断路器拓扑(专利号：200980162538.X)，双向开断需要器件多，且每级器件需要配置阻尼电路，整体开断能力较低。也提出了全桥子模块级联的混合式直流断路器(专利号：ZL 2013 1 0061175.9)，但该方案中子模块单元每级均需配置电容均压，大量子模块级联造成设备体积较大，同时分布参数较大导致了过电压也较高，降低了器件利用率，增加成本与占地面积。

发明内容

针对现有的大量子模块级联造成设备体积较大，同时分布参数较大导致了过电压也较高，降低了器件利用率，增加成本与占地面积的不足，本发明提供了一种全桥模块，具体包括：

多个二极管、多个全控器件、避雷器、多个驱动电路；

多个二极管串联成桥式结构；

每个全控器件连接一个驱动电路，所述多个全控器件串联后与避雷器并联，再连接于所述桥式结构的上下桥臂中点处。

优选的，所述全控器件包括IGBT、IGCT、IEGT、GTO电力电子器件。

优选的，所述二极管的数量由所述全控器件的额定电压决定。

优选的，所述全桥模块的工作方式包括：

当所述全桥模块导通时：故障电流由左向右或由右向左流通，故障电流流经串联的二极管、串联的并连接有驱动电路的全控器件，再流经串联的二极管之后流出；

当所述全桥模块关断时：故障电流由左向右或由由右向左流通，故障电流流经串联的二极管、并联的避雷器转为负载电流后，经串联的二极管之后流出。

本发明提供了一种直流断路器，包括：并联的主通流支路和转移电流支路；

所述主通流支路包括：串联的快速机械开关和多个电力电子开关；

所述转移电流支路包括多个串联的如权利要求1至4任一项所述全桥模块。

优选的，所述主通流支路电力电子开关，包括：由可控器件、二极管和电容的任意组合构成的电力电子开关器件。

优选的，所述主通流支路电力电子开关的数量由主通流支路的导通损耗以及可靠性决定；

所述转移电流支路全桥模块的数量由转移电流支路的故障电压等级、分断能力决定。

优选的，所述的直流断路器，还包括由多个避雷器构成的能量吸收支路；

所述能量吸收支路与所述转移电流支路和主通流支路并联。

优选的，所述直流断路器的工作方式，包括：

当电力系统正常运行时，主通流支路通负载电流；