[发明专利]一种门极换流晶闸管故障检测电路及其方法

说明书

本发明提出一种门极换流晶闸管故障检测电路及其方法，检测电路包括：IGCT器件和与所述IGCT器件反向并联的第一二极管，其特征在于，所述IGCT器件的阳极‑门极间设置关断检测单元，所述IGCT器件的门极‑阴极间设置驱动单元，所述关断检测单元与所述驱动单元连接，通过检测IGCT器件阳极‑门极间的电压判断IGCT器件关断故障，具有检测电路简单，灵敏度高，实时性好等优点，能有效检测器件故障，实现对设备的保护；同时本发明的检测方法还能够对反向并联二极管的通流状态进行准确判断，提高检测效果。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种门极换流晶闸管故障检测电路及其方法。

背景技术

门极换流晶闸管(IGCT、Integrated Gate-Commutated Thyristor)器件故障时，因其不具有退饱和效应，难以关断过大的故障电流。因此，用于电压源变换器场景中，需要快速检测关断故障，及时闭锁设备，避免故障蔓延。目前有门极-阴极电压检测，阳极-阴极电压检测等方式，因其检测即时性差，对反并联二极管通流状态判断困难等，检测效果不理想。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种门极换流晶闸管故障检测电路，所述检测电路包括：IGCT器件和与所述IGCT器件反向并联的第一二极管，所述IGCT器件的阳极-门极间设置关断检测单元，所述IGCT器件的门极-阴极间设置驱动单元，所述关断检测单元与所述驱动单元连接。

进一步的，所述关断检测单元包括分压电路和比较电路，所述分压电路连接所述IGCT器件的阳极-门极，所述比较电路连接所述驱动单元和所述分压电路。

进一步的，所述分压电路包括第一电阻和稳压管，所述比较电路包括比较器，所述比较器一端连接在所述第一电阻和稳压管之间，另一端连接所述驱动单元。

进一步的，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述比较电路包括比较器，所述比较器一端连接在所述第一电阻和第二电阻之间，另一端连接所述驱动单元。

进一步的，所述第一电阻根据最高母线电压和额定功率确定；

所述稳压管的稳定电压大于关断失败后阳极-门极电压，小于驱动单元向门极-阴极施加的关断电压。

进一步的，所述第二电阻根据最高母线电压、第一电阻阻值和检测电路的精度确定。

进一步的，所述检测电路还包括电感、第一电容、第二电容、电阻、第二二极管，其中，

第二电容一端与第二二极管负极连接，IGCT器件连接第二二极管正极和第二电容另一端，第一电容一端分别连接电感和电阻的一端，电感的另一端与电阻的另一端分别连接第二二极管的正极、负极，第一电容另一端与第二电容另一端连接。

本发明还提供一种门极换流晶闸管故障检测方法，通过在IGCT器件关断后检测阳极-门极电压是否小于阙值判断关断是否发生故障，若关断检测单元检测到的阳极-门极电压小于阙值，则判断关断发生故障。

进一步的，所述阙值大于关断失败后阳极-门极电压，小于驱动单元向门极-阴极施加的关断电压。

本发明的门极换流晶闸管故障检测电路及其方法，通过检测IGCT器件阳极-门极间的电压判断IGCT器件关断故障，具有检测电路简单，灵敏度高，实时性好等优点，能有效检测器件故障，实现对设备的保护；同时本发明的检测方法还能够对反向并联二极管的通流状态进行准确判断，提高检测效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明