一种链式变流器的功率模块稳压电源的制作方法

本发明属于电气自动化设备领域，涉及一种链式变流器的功率模块稳压电源。

背景技术：

链式变流器(又称为h桥串联变流器)由多个功率模块的交流输出串联而成，常应用于链式静止同步补偿器(又称为链式statcom或链式svg)等电力电子变流装置中。

由于链式变流器常用于输出较高交流电压的应用场合(3kv－35kv)，其中功率模块的控制电源一般从直流电容取得。如果故障功率模块由于成本原因不采用机械旁路而采用其h桥中的半导体开关实现旁路，由于功率模块被旁路后直流电容可能失电(如链式svg的直流侧电容)从而造成旁路失败，因此故障的功率模块需要从相邻的功率模块取得控制电源。因此，需要寻找一种互取电的控制电源供电方式。

技术实现要素：

为克服现有技术之不足，本发明的目的是提出一种链式变流器的功率模块稳压电源，采用相邻功率模块互取电的控制电源供电方式，解决功率模块因故障被旁路后的控制电源失电问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种链式变流器的功率模块稳压电源，每个功率模块包括第一隔离稳压电源、第二隔离稳压电源、一个外部输入电源端和一个外部输出电源端；第一隔离稳压电源的输入端接到功率模块的直流电容两端，其输出端和第二隔离稳压电源的输出端并接在一起，为功率模块提供控制电源，并连接到外部输出电源端；第二隔离稳压电源的输入端连接到外部输入电源端；

相邻的两个功率模块，其中第一功率模块的外部输出电源端连接到第二功率模块的外部输入电源端，第一功率模块的外部输入电源端连接到第二功率模块的外部输出电源端，从而形成互取电。

进一步，所述的第一隔离稳压电源和第二隔离稳压电源都隔离型直流变直流开关稳压电源。

本发明的链式变流器的功率模块稳压电源，功率模块从相邻功率模块的控制电源取得供电，使得功率模块故障后即便直流电容失电也可以保持有控制电源，可以采用h桥中的功率半导体器件实现旁路，省去机械旁路开关，从而节省功率模块成本。

附图说明

图1为本发明中链式变流器的功率模块稳压电源的电路图

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。

本发明的链式变流器的功率模块稳压电源，包括第一隔离稳压电源、第二隔离稳压电源、一个外部输入电源端和一个外部输出电源端；第一隔离稳压电源的输入端接到功率模块的直流电容两端，其输出端和第二隔离稳压电源的输出端并接在一起，为功率模块提供控制电源，并连接到外部输出电源端；第二隔离稳压电源的输入端连接到外部输入电源端。

上述功率模块稳压电源中，所述的第一隔离稳压电源和第二隔离稳压电源都采用常用的隔离型直流变直流开关稳压电源。

以下结合附图详细介绍本发明的内容。

图1所示，表示了一相链式变流器中的相邻的功率模块1和功率模块2。图1中，半导体开关器件sla1、slb1、sra1、srb1及其反并联二极管、电容c1构成功率模块1的主电路，半导体开关器件sla2、slb2、sra2、srb2及其反并联二极管、电容c2构成功率模块2的主电路。图1中，功率模块1中的隔离稳压电源1从功率模块1的直流电容c1两端取得直流电源输入，并输出稳压直流电源vc1+/vc1-，作为功率模块1的控制电源，同时连接到功率模块1的外部输出电源端vo1+/vo1-；功率模块1的隔离稳压电源2的输入端连接到功率模块1的外部输入电源端vi1+/vi1-，隔离稳压电源2的输出端并联连接到vc1+/vc1-。功率模块2的隔离稳压电源1从功率模块2的直流电容c2两端取得直流电源输入，并输出稳压直流电源vc2+/vc2-，作为功率模块2的控制电源，同时连接到功率模块2的外部输出电源端vo2+/vo2-；功率模块2的隔离稳压电源2的输入端连接到功率模块2的外部输入电源端vi2+/vi2-，隔离稳压电源2的输出端并联连接到vc2+/vc2-。功率模块1的外部输出电源端连接到功率模块2的外部输入电源端，而功率模块1的外部输入电源端连接到功率模块2的外部输出电源端，从而形成互取电。

隔离稳压电源2将相邻功率单元上的15v直流通过一个由ucc3807电源控制芯片组成的正激变换电路隔离输出后作为后备电源。隔离稳压电源1还有一路输出供给隔离稳压电源1的做箝位用；

当功率模块1因故障需要被旁路时，slb1和srb1同时导通或sla1和sra1同时导通，从而形成功率模块1的交流输出端旁路。但被旁路后，直流电容c1得不到充电机会，从而会放电到0电压，之后功率模块1的隔离稳压电源1不能继续为功率模块1提供控制电源，功率模块1的隔离稳压电源2从功率模块2的控制电源vc2+/vc2-取得直流电源输入，从而为功率模块1继续提供控制电源，保证slb1/srb1或sla1/sra1的门极导通驱动信号。

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所述领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种链式变流器的功率模块稳压电源，包括第一隔离稳压电源、第二隔离稳压电源、一个外部输入电源端和一个外部输出电源端；第一隔离稳压电源的输入端接到功率模块的直流电容两端，其输出端和第二隔离稳压电源的输出端并接在一起，为功率模块提供控制电源，并连接到外部输出电源端；第二隔离稳压电源的输入端连接到外部输入电源端，当功率模块因故障被旁路后，功率模块可以从相邻功率模块的控制电源取得供电，从而使得采用H桥功率模块的功率半导体器件实现旁路成为可能，省去了机械旁路开关。

技术研发人员：苟锐锋;孙广星;陈干;杨晓平;杨涛;江戈
受保护的技术使用者：中国西电电气股份有限公司
技术研发日：2017.05.27
技术公布日：2017.09.29