專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大功率電力電子器件吸收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子電力領(lǐng)域，具體涉及一種大功率電力電子器件吸收電路。
背景技術(shù)：
大功率變流器通常應(yīng)用大容量GTO、IGBT, IGCT等電力電子功率器件，主回 路中不可避免的存在雜散電感，雜散電感會(huì)引起電力電子功率器件關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生較高 的浪涌電壓，根據(jù)不同情況需要安裝相應(yīng)的吸收電路。吸收電路就是用來(lái)吸收電力電子 功率器件關(guān)斷浪涌電壓和續(xù)流二極管反向恢復(fù)浪涌電壓。吸收電路一般由無(wú)感吸收電 容、吸收電阻(低電感)和快恢復(fù)二極管構(gòu)成。設(shè)計(jì)良好的吸收電路不但可以有效的抑 制電力電子功率器件關(guān)斷浪涌電壓，還可以快速衰減關(guān)斷浪涌的振蕩。大容量吸收電路 中的吸收電阻通常采用低電感鋁殼電阻，其優(yōu)點(diǎn)是電阻功率大、金屬外殼利于散熱，但 是大功率的鋁殼電阻體積較大、成本較高、需要定制、安裝時(shí)底部需加裝風(fēng)冷散熱器輔 助散熱，這就進(jìn)一步增加了吸收電路的成本，同時(shí)不利于大功率變流器主電路結(jié)構(gòu)的緊 湊型設(shè)計(jì)。因此，需要設(shè)計(jì)一種體積小、成本低、功率大、安裝靈活方便的電阻作為吸 收電阻。典型的電力電子功率器件緩沖電路有三種形式，如

圖1所示。圖1(a)為單只低 電感吸收電容構(gòu)成的緩沖電路，適用于小功率的電力電子功率器件，可以有效抑制浪涌 電壓，電路成本低。缺點(diǎn)是不適用于負(fù)載為并聯(lián)諧振的裝置。圖1(b)為RCD構(gòu)成的吸 收電路，適用于較大功率的電力電子功率器件，該電路抑制電力電子功率器件關(guān)斷浪涌 電壓效果好，抑制開(kāi)通時(shí)的電力電子功率器件浪涌電壓效果稍差一些。該電路的缺點(diǎn)在 于吸收電路中的二極管增加了雜散電感。圖1(c)適用于大功率的電力電子功率器件，功 能類(lèi)似于圖1(b)吸收電路，其電路電感更小。若同時(shí)配合使用圖1(a)吸收電路，還能 減小二極管的應(yīng)力，使效果更好。缺點(diǎn)是吸收電路復(fù)雜，成本較高。大功率鋁殼電阻體積較大、成本較高、一般需加裝風(fēng)冷散熱器，不利于大功率 變流器主電路結(jié)構(gòu)緊湊型設(shè)計(jì)。因此，需要設(shè)計(jì)一種體積小、成本低、功率大、安裝方 便的電阻作為吸收電阻。本發(fā)明提供了一種鐵鉻鋁材料電阻帶作為吸收電阻應(yīng)用于大功率電力電子功率 器件吸收電路，鐵鉻鋁材料電阻的應(yīng)用可以大大減小吸收電阻的體積、降低成本、電阻 功率大、電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、與吸收電容連接方便，同時(shí)有效減小吸收電路的雜散電 感，鐵鉻鋁電阻還起到了固定安裝吸收電路的作用。鐵鉻鋁電阻帶作為吸收電阻應(yīng)用于電力電子功率器件吸收電路，電熱合金材料 作為吸收電阻應(yīng)用于電力電子功率器件吸收回路，在國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)到相關(guān)應(yīng)用報(bào)道。目前的吸收電阻往往采用鋁殼電阻，耐高溫能力差，吸收紋波能力有限，而且 不便于安裝。本發(fā)明吸收電阻采用鐵鉻鋁材料，可以極小的體積做成，可耐受高溫因而吸收 紋波能力強(qiáng)，可直接做成吸收電容安裝固定支架，方便安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種大功率電力電子器件吸收電路。將鐵鉻鋁材料電阻帶作為吸 收電阻應(yīng)用于大功率電力電子功率器件吸收電路，鐵鉻鋁材料電阻的應(yīng)用可以大大減小 吸收電阻的體積、降低成本、電阻功率大、電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、與吸收電容連接方便， 同時(shí)有效減小吸收電路的雜散電感，鐵鉻鋁電阻還起到了固定安裝吸收電路的作用。本發(fā)明提出的一種大功率電力電子器件吸收電路，采用RC緩沖吸收電路作為吸 收電路，所述RC緩沖吸收電路由吸收電容C和吸收電阻R串聯(lián)構(gòu)成，RC緩沖吸收電 路并聯(lián)于直流母排正負(fù)極，所述吸收電阻由耐熱高阻值材料構(gòu)成，吸收電阻采用成對(duì)設(shè) 計(jì)，吸收電阻的兩端分別打孔用于連接、固定和安裝，一端與吸收電容連接，另一端安 裝固定在直流母排上，吸收電容由一對(duì)吸收電阻固定，即兩個(gè)吸收電阻串聯(lián)在吸收電容 兩端，吸收電阻在作為電阻的同時(shí)也起到了吸收回路連接和吸收電容的固定作用。其中，吸收電阻的設(shè)計(jì)方法為1)選擇能夠滿(mǎn)足要求的吸收電阻材料；2)根據(jù)吸收電路所確定的阻值大小，結(jié)合吸收電路的空間布局，考慮電流在吸 收電阻上的流通路徑，以及盡量減少結(jié)構(gòu)中進(jìn)行折彎的原則對(duì)吸收電阻的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)計(jì)，避免由于不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所引起的雜散電感；3)吸收電阻結(jié)構(gòu)牢固，應(yīng)能夠支撐吸收電容；4)在滿(mǎn)足吸收電阻電氣參數(shù)的同時(shí)，吸收電阻的結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證吸收電路能夠安 裝方便；5)所述吸收電阻是分別安裝在吸收電容兩側(cè)，因此設(shè)計(jì)中每只吸收電阻的阻值 只需吸收電路所確定阻值的一半。其中，吸收電阻材料的選取方法為所述RC緩沖吸收電路中，吸收電阻的功率損耗Prs計(jì)算如下式所列
權(quán)利要求
1.一種大功率電力電子器件吸收電路，其特征在于采用RC緩沖吸收電路作為吸收電路，所述RC緩沖吸收電路由吸收電容C和吸收電 阻R串聯(lián)構(gòu)成，RC緩沖吸收電路并聯(lián)于直流母排正負(fù)極，所述吸收電阻由耐熱高阻值材 料構(gòu)成，吸收電阻采用成對(duì)設(shè)計(jì)，吸收電阻的兩端分別打孔用于連接、固定和安裝，一 端與吸收電容連接，另一端安裝固定在直流母排上，吸收電容由一對(duì)吸收電阻固定，即 兩個(gè)吸收電阻串聯(lián)在吸收電容兩端，吸收電阻在作為電阻的同時(shí)也起到了吸收回路連接 和吸收電容的固定作用。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于吸收電阻的設(shè)計(jì)方法為1)選擇能夠滿(mǎn)足要求的吸收電阻材料；2)根據(jù)吸收電路所確定的阻值大小，結(jié)合吸收電路的空間布局，考慮電流在吸收 電阻上的流通路徑，以及盡量減少結(jié)構(gòu)中進(jìn)行折彎的原則對(duì)吸收電阻的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè) 計(jì)，避免由于不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所引起的雜散電感；3)吸收電阻結(jié)構(gòu)牢固，應(yīng)能夠支撐吸收電容；4)在滿(mǎn)足吸收電阻電氣參數(shù)的同時(shí)，吸收電阻的結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證吸收電路能夠安裝方便；5)所述吸收電阻是分別安裝在吸收電容兩側(cè)，因此設(shè)計(jì)中每只吸收電阻的阻值只需 吸收電路所確定阻值的一半。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于吸收電阻材料的選取方法為所述RC緩沖吸收電路中，吸收電阻的功率損耗Prs計(jì)算如下式所列PRs:\llLfs其中，Ir變流器直流母線(xiàn)電流；fs-變流器開(kāi)關(guān)頻率；L-變流器主回路與吸收電路雜散電感之和；由于吸收電阻的發(fā)熱量較大，因此要求制作吸收電阻的材料耐受較高溫度，吸收電 阻要起到對(duì)吸收電容的支撐固定作用，所以要求具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，所述吸收電阻的 體積小，吸收電阻的材料要求具有電阻率高的特性。
4.如權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于吸收電阻的材料為鐵鉻鋁合金、鎳鎘合 金、鎳鉻鐵合金、康銅絲等電熱合金材料制作，這些合金材料都具有使用溫度高、電阻 率高的特性。
5.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于所述鐵鉻鋁合金是鐵素體的合金。
6.如權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于所述鐵鉻鋁合金是0Cr27A17Mo2高電阻電 熱合金材料。
7.如權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于所述吸收電阻加工成鐵鉻鋁電阻帶結(jié)構(gòu)，所 述鐵鉻鋁電阻帶阻值的計(jì)算方法為鐵鉻鋁合金0Cr27A17Mo2的電阻率P = 1.53X IO"6 Ω · m,鐵鉻鋁電阻設(shè)計(jì)有兩個(gè) 安裝面，它們分別固定在直流母排和吸收電容上，安裝面導(dǎo)電面積大，所以這部分電阻 可以忽略不計(jì)，鐵鉻鋁電阻帶的電阻就近似為
全文摘要
本發(fā)明屬于電子電力領(lǐng)域，具體涉及一種大功率電力電子器件吸收電路。采用RC緩沖吸收電路作為吸收電路，RC緩沖吸收電路并聯(lián)于直流母排正負(fù)極，吸收電阻由耐熱高阻值材料構(gòu)成，吸收電阻采用成對(duì)設(shè)計(jì)，吸收電阻的兩端分別打孔用于連接、固定和安裝，一端與吸收電容連接，另一端安裝固定在直流母排上，吸收電容由一對(duì)吸收電阻固定，吸收電阻在作為電阻的同時(shí)也起到了吸收回路連接和吸收電容的固定作用。鐵鉻鋁材料電阻的應(yīng)用可以大大減小吸收電阻的體積、降低成本、電阻功率大、電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、與吸收電容連接方便，同時(shí)有效減小吸收電路的雜散電感，鐵鉻鋁電阻還起到了固定安裝吸收電路的作用。
文檔編號(hào)H02M1/32GK102025262SQ20101053651
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者楊武帝, 王軒, 袁蒙, 鄧占鋒, 韓天緒 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 中電普瑞科技有限公司