[发明专利]功率转换器

说明书

本发明涉及一种功率转换器，用于将交流电变换为直流电，或者相反。

图2表示一种常见的功率转换器，它包括一个晶闸管阀和一个控制晶闸管阀的控制器。如图2所示，所示晶闸管阀具有多个串联的光触发晶闸管(以下简称“晶闸管”)LTT。所述晶闸管被用作开关元件，只允许电流沿单一方向流过。为使加给所述晶闸管阀各晶闸管的电压均衡，给每个晶闸管并联一个分压器。所述分压器为电容器C和电阻器R构成的串联电路。两个电抗线圈L接在晶闸管LTT串联电路两端。

它们控制流入每个晶闸管LTT的电流。当从外面加给各晶闸管LTT脉动电压VS时，电抗线圈L还使脉动电压VS的上升曲线减缓。

各晶闸管LTT均与发光二极管LEDF及LEDR并联。当对晶闸管LTT加以正向偏压时，二极管LEDF发光，而当把反向偏压加给晶闸管LTT时，二极管LEDR发光。由电阻器RD控制流入发光二极管LEDF和LEDDR的电流。从LEDF和LEDR发出的光通过光波导LG传到被设置在地电位的脉冲发生器PG。

脉冲发生器PG包括光电转换器LEC，用于将发光二极管LEDF及LEDR发送的光信号转换成正向电压信号FV和反向电压信号RV。当脉冲发生器产生脉冲时，所述正向电压信号FV和反向电压信号RV被用来确定时间，以控制晶闸管LTT的控制极。

脉冲发生器PG包括与所述晶闸管LTT同样数量的、串联连接的发光二极管LED。这些发光二极管LED的串联电路通过开关器件S1及阻抗Z1串接于电源E。

接通开关器件S1，电流I1流到与该开关器件S1串联连接的各LED，从而各LED同时发光。从各发光二极管LED发出的光通过光波导LG加给各晶闸管LTT的控制极之一。简单地说，当接通开关器件S1时，可使串联连接的各晶闸管LTT同时被导通。LG1为一逻辑电路，用于控制开关器件S1；AMP1为放大器，当接收逻辑电路LG的输出时，它输出用于接通和断开开关器件S1的ON/OFF信号。

晶闸管阀有一个限压器Ar。它控制外部加给的脉动电压VS的电平，使与晶闸管LTT的耐压(缩写为VDRM)一致。

图3是表示电压波形及电流波形与控制脉冲之间关系的时间曲线。图3是准备用来说明本发明特点的，但这里用来说明现有技术。该时间曲线表示包括按三相系统桥接的作为逆变器工作的图2晶闸管阀的所述各种波形。

AA表示各晶闸管LTT引线之间的电压，IT表示晶闸管阀电流。BB表示在晶闸管阀电流IT被截断与正向耐压BB达到额定值VDRM时刻之间的时间内的瞬时耐压。

在晶闸管阀电流IT被截断与电压AA恢复至正向电压时之间这段反向电压周期T1内，晶闸管LTT被截止。一般地说，反向电压周期T1的值被设定成等于晶闸管LTT的截止时间与一些额外时间之和。在晶闸管LTT被截止之后，开始恢复晶闸管LTT的正向耐压BB。

为完全恢复晶闸管LTT的正向耐压，以使晶闸管LTT能耐受等于额定值VDRM的外部电压，需要一段预定的时间TFP。正常工作时，晶闸管的瞬时耐压BB保持低于AA，即AA＞BB，而且不会发生问题。

然而，如果在预定的期间TFP内将高于瞬时耐压BB的过电压加给各晶闸管LTT，则各晶闸管LTT不能耐受这种过电压，而可能被损坏。

PHS表示从控制器(未示出)输入给脉冲发生器PG的逻辑电路LG1的控制脉冲指令信号。当控制脉冲指令信号PHS及正向电压信号FV的AND条件被满足时，逻辑电路LG1接通开关器件S1。

如图3所示，在时刻t₀，控制脉冲指令信号PHS及正向电压信号FV的AND条件被满足，随后电流I1流过。被加给电流I1的各发光二极管LED发射光束。这些光束被同时加给各晶闸管LTT的控制极。随后，各晶闸管LTT因此而被导通，同时晶闸管阀流过电流IT。

如果在脉动电压VS1大于瞬时耐压BB的情况下，于自截断电流IT时起始的T1时间内将脉动电压VS1加给各晶闸管LTT，则晶闸管LTT不能耐受这种过电压，而且可能使它们被损毁。