利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2024102377896
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种碳化硅固态断路器零电流软关断跳闸拓扑,其特征在于,所述拓扑包括电力二极管D1与电阻R1、电感L1构成的泄放回路,其中电力二极管D1的负极与电阻R1连接,电力二极管D1的正极与电感L1连接,用于泄放电感L1中的能量;

电力二极管D2、电阻R2、电容C1构成的泄放回路,其中电力二极管D2负极与电容C1一端连接,电容C1的另一端与电阻R2连接,电力二极管D2的正极与电阻R2连接;用于泄放电容C1中的能量;

电力二极管D3、D4、D5、D6构成的桥式电路,其中电力二极管D3负极与电力二极管D4负极连接,电力二极管D3正极与电力二极管D5负极连接,电力二极管D4正极与电力二极管D6负极连接,电力二极管D5正极与电力二极管D6正极连接,用于双向导通电源侧与负荷侧的电流;

MOV电阻、电容C2和电阻R2构成的旁路分支,其中电容C2一端同时与MOV电阻、电阻R2的一端连接,电容C2另一端同时与MOV电阻、电阻R2另一端连接,用于隔离故障电流;

电源、电阻R1、电阻R2、二极管D3、主开关S1、电容C1构成的自充电回路,其中电源正极与电力二极管D3正极连接,电力二极管D3负极与主开关S1漏极连接,主开关S1源极与电阻R1一端连接,电阻R1另一端与电容C1一端连接,电容C1另一端与电阻R2一端连接,电阻R2另一端与电源负极连接;用于向电容C1进行充电;

电阻Rfault,所述电阻Rfault一端与电力二极管D1负极连接,另一端与电力二极管D2正极连接,用于模拟故障发生时的线路和负荷状态;

电感L1、电容C1、主开关S1、电力二极管D1、辅助开关S2构成的TCCI辅助回路,其中主开关S1源极与电力二极管D1负极连接,电力二极管D1与电感L1一端连接,电感L1另一端与电容C1一端连接,电容C1另一端与辅助开关S2源极连接,辅助开关S2漏极与主开关S1漏极连接,用于使主开关S1流过反向电流。

2.根据权利要求1所述的碳化硅固态断路器零电流软关断跳闸拓扑,其特征在于,所述电容C1向电感L1、电容C1、主开关S1、辅助开关S2构成的TCCI辅助回路注入反向电流。

3.根据权利要求1所述的碳化硅固态断路器零电流软关断跳闸拓扑,其特征在于,主开关S1为常通型SiC JFET;辅助开关S2为常闭型SiC MOSFET。

4.一种如权利要求1‑3任一项所述的碳化硅固态断路器零电流软关断跳闸拓扑控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采样系统中的故障电流;

S2、判断故障电流是否超过断路器保护阈值,若故障电流未超过保护阈值,则重新采样;

S3、当故障电流超过保护阈值,导通S2,TCCI辅助回路产生反向电流流过主开关S1;

S4、软关断S1;C1进行反向充电,故障电流强制分流辅助开关S2和电容C2构成的回路,然后C2开始充电,直到C2两端电压达到MOV的钳位电压,MOV开始导通最终故障电流被隔离;

S5、当故障被完全隔离后,关断S2完成固态断路器软关断跳闸,C1和C2中剩余的能量通过R2进行泄放。

5.根据权利要求4所述的碳化硅固态断路器零电流软关断跳闸拓扑控制方法,其特征在于,所述S2中,故障电流未超过断路器的保护阈值时,主开关S1和电阻R1构成的回路正常导通,电容器C1充电。