给出了一种用于提供电力以控制用于高压应用的电力开关的电源。该电源包括：高压分配器，其设置成连接到该电力开关的第一电流端子；降压DC/DC转换器，其连接到高压分配器的输出端，其中降压DC/DC转换器设置成向电源的输出端提供输出电压以便控制至少一个电力开关；以及旁路控制单元，其设置成当电力开关上的电压低于阈值电压时控制高压分配器以使高压分配器的主输入端和主输出端短路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】给出了一种用于提供电力以控制用于高压应用的电力开关的电源。该电源包括：高压分配器，其设置成连接到该电力开关的第一电流端子；降压DC/DC转换器，其连接到高压分配器的输出端，其中降压DC/DC转换器设置成向电源的输出端提供输出电压以便控制至少一个电力开关；以及旁路控制单元，其设置成当电力开关上的电压低于阈值电压时控制高压分配器以使高压分配器的主输入端和主输出端短路。【专利说明】用于控制电力开关的电源
本专利技术涉及一种用于提供电力以控制用于高压应用的电力开关的电源。
技术介绍
电力开关(诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT))可用于许多高压应用。IGBT的栅极可借助于相应栅极单元来激励。当IGBT例如被用作逆变器的一部分时，通过使用脉宽调制(PWM)，IGBT被连续开启和关断以获得正弦波形。当IGBT关(阻断)时，IGBT上的电压可用于给栅极单元供电。电力可存储在开关之间，例如电容器中，以确保栅极单元被连续供电。然而，当IGBT用在IGBT在大部分时间期间都导通的应用中时，诸如用于DC断路器时，则当IGBT阻断时没有可靠的重新发生时间来充能量，以给栅极单元供电。尽管如此，在电源可由主电路通过IGBT供电的情况下，它还是有用的，以减少对于任何外部功率源的需要。因此，需要提供用于提供电力以控制电力开关的电源，其并不为了运转而要求电力开关阻断。
技术实现思路
目的是缓解或消除上面描述的问题。根据第一方面，给出了一种用于提供电力以控制用于高压应用的电力开关的电源。所述电源包括:高压分配器，其设置成连接到所述电力开关的第一电流端子；降压DC/DC转换器，其连接到高压分配器的输出端，其中降压DC/DC转换器设置成向电源的输出端提供输出电压以便控制至少一个电力开关；以及旁路控制单元，其设置成当电力开关上的电压低于阈值电压时控制高压分配器以使高压分配器的主输入端和主输出端短路。这允许所述电源为大范围的输入电压提供适当输出功率。此外，所述电源可连接在电力开关上，消除了对于附加功率源的任何需要。所述电源可进一步包括:功率限制器，其连接在所述降压DC/DC转换器的输出端与所述电源的输出端之间。用这种方式，确保了栅极单元的适当输出功率。所述电源可进一步包括:电压极性相关开关，其设置成连接到电力开关的第二电流端子和降压DC/DC转换器的输出端；以及升压DC/DC转换器，其连接到电压极性相关开关和所述电源的输出端。甚至当反向电压施加到电力开关时，电压极性相关开关也允许电源供应电力。通过升压DC/DC转换器，即使到电源的输入电压为低，也确保了来自电源的适当输出电压。高压分配器可包括多个串联连接的电阻器，它们被有选择地控制成为电力开关的第一电流端子与第一 DC/DC转换器之间的电路的一部分。当输入电压为高时，电阻器被连接以降低高压分配器的输出电压。高压分配器可包括多个串联连接的电容器，它们被有选择地控制成为电力开关的第一电流端子与第一 DC/DC转换器之间的电路的一部分。高压分配器可包括多个串联连接的晶体管，每个晶体管由旁路控制单元单独控制。这些晶体管可被控制成当输入电压为低时导通，由此来旁路高压分配器的电阻器。旁路控制器可包括:电压分配器，其包括多个电阻器；以及二极管，其设置成阻断来自所述高压分配器的任何电流。对于低压情况，二极管允许电压从电源的输出端提供到旁路控制器以阻断晶体管。另一方面，二极管阻止任何反向电流通过旁路控制器从高压分配器到输出端。电压极性相关开关可包括二极管桥。降压DC/DC转换器可包括齐纳二极管以控制其输出电压。说明书和权利要求书中的词语“多个”被解释为是指“多于一个”。一般而言，在权利要求书中使用的所有术语都要根据它们在本
中的普通意义进行解释，除非在本文另有明确定义。对“一个/该单元、设备、组件、构件、步骤等”的所有提及都要被开放性地解释为该单元、设备、组件、构件、步骤等的至少一个实例，除非另有明确声明。本文描述的任何方法步骤都不是必须按所公开的精确次序执行，除非明确声明了。【专利附图】【附图说明】现在将参考附图通过示例来描述本专利技术，附图中: 图1是例证本文给出的实施例可应用在其中的环境的示意图； 图2是例证图1的电源以及所连接组件的示意图； 图3是例证图2的高压分配器的实施例的示意图； 图4是例证图2的旁路控制单元的实施例的示意图； 图5是例证图2的降压DC/DC转换器的实施例的示意图； 图6是例证图2的电压极性相关开关的实施例的不意图；以及 图7示出了例证图2的电源的功能的两个图表。【具体实施方式】现在将在下文参考附图更全面地描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的某些实施例。然而，本专利技术可用许多不同形式实施，并不应该被解释为局限于本文阐述的实施例；而是，通过示例提供这些实施例使得本公开将是详尽而完整的，并且将向本领域技术人员全面传达本专利技术的范围。相似的数字在整个说明书中是指相似的单元。图1是例证本文给出的实施例可应用在其中的环境的示意图。在此示例中，示出了如下应用:其中三个电力开关2a_c用于控制主电流，由此充当DC断路器。虽然在此给出了三个电力开关2-c，但可选择任何适当数量的开关来获得电力开关上的期望高压容量。电力开关2a_c可以是任何适当的可控电力开关，诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)。控制器20向分别连接到三个电力开关2a_c的三个栅极单元3a_c提供信号。栅极单元3a_c分别由三个电源la-c供电。 在DC断路器应用中，电力开关2a_c正常情况下处于导通状态。由于这个原因，不能使用用于栅极单元的常规电源，其依赖于电力开关上的电压差。此外，在电源的输入电压上存在大的变化，所述变化是常规电源所不能处理的。反而，电源la-c被构造成在各种电气条件下都能够向相应栅极单元3a_c供应电力，这在下面更详细说明。图2是例证图1的电源I以及所连接组件的示意图。电力开关2可以是图1的电力开关2a_c中的任一个。类似地，栅极单元3可以是栅极单元3a_c中的任一个，并且电源可以是电源la-c中的任一个。图1的控制器在图2中被省略了，以免模糊了所公开的实施例。电力开关2 (在此情况下例证为IGBT)包括栅极G中的接口点以及是发射极E和集电极C的两个电流端子。电源I包括连接到电力开关2的集电极C的高压分配器6。旁路控制单元5连接到高压分配器6的多个点以控制高压分配器向降压DC/DC转换器8输出适当电压。功率限制器7调节在输出端4上提供给栅极单元的信号，使得所供应的电压和/或电流不太高。而且，电压极性相关开关10连接到电力开关2的发射极E和降压DC/DC转换器8的输出端。电压极性相关开关10的输出端连接到升压DC/DC转换器9。升压DC/DC转换器9的输出端连接到电源I的输出端4。用这种方式，该电压极性开关将向升压DC/DC转换器10提供正电压，而不管发射极E与集电极C之间的电压是正还是负。图3是例证图2的高压分配器6的实施例的示意图。高压分配器包括一串m个串联连接的晶体管14a-m。这些晶体管例如可以是MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)，这是因为这些晶体管上的电压降是低的。与该串晶体管14a-m并联，提供了一串η个串联连接的电阻器13a-n和一串η个串联连接的电容器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源(1)，用于提供电力以控制用于高压应用的电力开关(2)，所述电源(1)包括：高压分配器(6)，其设置成连接到所述电力开关(2)的第一电流端子；降压DC/DC转换器(8)，其连接到所述高压分配器(6)的输出端，其中所述降压DC/DC转换器设置成向所述电源(1)的输出端(4)提供输出电压以便控制至少一个电力开关(2)；以及旁路控制单元(5)，其设置成当所述电力开关(2)上的电压低于阈值电压时控制所述高压分配器(6)以使所述高压分配器(6)的主输入端和主输出端短路。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：J赫夫纳，C菲斯塞，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。