[发明专利]一种基于阴极短路栅控晶闸管的直流固态断路器

权利要求书

1.一种基于阴极短路栅控晶闸管的直流固态断路器，其特征在于，包括直流电源V_D、第一CS-MCT(T₁)、负载(Z_L)、第二CS-MCT(T₂)、第一电容(C₁)、第二电容(C₂)、变压器(T)、电阻(R)、二极管(D)、压敏电阻(MOV)、霍尔电流传感器和电压比较器；

第一CS-MCT(T₁)的阳极与压敏电阻(MOV)的一端、二极管(D)的阳极、第二电容(C₂)一端、第二CS-MCT(T₂)的阳极及直流电源V_D的正极连接在一起，第一CS-MCT(T₁)的阴极通过霍尔电流传感器后与负载(Z_L)的一端、压敏电阻(MOV)的另一端、变压器(T)原边绕组同名端连接；二极管(D)的阴极与第一电容(C₁)的一端连接，第一电容(C₁)的另一端接变压器(T)原边绕组异名端；变压器(T)副边绕组同名端接第二CS-MCT(T₂)阴极，变压器(T)副边绕组异名端接第二电容(C₂)的另一端和电阻(R)的一端；电阻(R)的另一端接电源V_D的负极和负载(Z_L)的另一端；

霍尔电流传感器的输出端连接到电压比较器的一个输入端，电压比较器的另一个输入端接比较电压V_T，电压比较器的输出端接栅极控制单元的输入端；所述栅极控制单元的输出端连接到第一CS-MCT(T₁)的栅极和第二CS-MCT(T₂)的栅极；

直流电源V_D、第一CS-MCT(T₁)、负载(Z_L)构成主回路，在正常工作时，第一CS-MCT(T₁)导通，第二CS-MCT(T₂)关断；

第二CS-MCT(T₂)、第一电容(C₁)、第二电容(C₂)、变压器(T)、电阻(R)和二极管(D)构成换流回路，在正常工作时，通过直流电源V_D-第二电容(C₂)-电阻(R)回路给第二电容(C₂)预充上和直流电源V_D一样的电压；

霍尔电流传感器和电压比较器构成监测单元，发生短路后，主回路的电流上升，使得霍尔电流传感器的输出电压信号增大，当增大到超过预设比较电压V_T时，则会触发栅极驱动模块工作，关闭第一CS-MCT(T₁)，并开启第二CS-MCT(T₂)，此时换流回路通过第二电容(C₂)、第二CS-MCT(T₂)和变压器(T)构成的回路放电，放电电流流经第一CS-MCT(T₁)的方向与短路电流相反。