一种主动抑制过电压的限流式固态断路器拓扑及其控制方法

摘要

本发明涉及一种具有主动抑制过电压限流式固态断路器电路拓扑及其控制方法。该装置电路结构如图虚线框内所示，包括：主开关电路(Q1和Q2组成)、续流电路(Q3，Q4和R0组成)、控制系统。其中主开关电路由两个场效应晶体管(MOSFET，MOS管)Q1和Q2反向串联组成，主开关电路的输出端与续流电路的一端连接，控制系统检测固态断路器的输入电压和主开关电路电流，并据此对主开关电路和续流电路的MOS管进行控制。控制系统检测到主回路电流超过额定值或限流值时，采取保护措施，根据电流和输入电压方向先导通续流支路的Q3或者Q4，然后关断开关电路，防止供电线路路中的杂散电感L在关断Q1和Q2时引起的较高的电压(Ldi/dt)加在主开关电路的MOS管两端，可大大减轻Q1和Q2关断时的电压应力。除了可主动防止过电压外，本发明与其他固态断路器相比，由于采用MOSFET开关管，还具有结构简单，驱动方便，易于并联扩大容量和降低导通损耗等优点。

主权项

一种基于功率场效应晶体管(MOSFET，以下简称MOS管)的具有主动抑制过电压的限流式固态断路器，包括主开关电路、续流电路、控制系统组成，其特征在于：(1)主开关电路由Q1和Q2两个MOS管反向串联组成，主开关电路中的D1和D2分别为Q1和Q2的寄生二极管；Q1的漏极与交流电源输入端L相连；(2)续流电路由Q3和Q4两个MOS管反向串联组成；D3和D4分别为Q3和Q4的寄生二极管；续流电路Q3的漏极与Q2的漏极相连，Q4与交流电源的输入端N相连；(3)所述控制系统包括主电路电流检测电路，输入电压检测电路，微处理器电路，电流比较电路，驱动电路等组成。控制系统检测输入电压和主回路电流并对主开关电路和续流电路的MOS管(Q1，Q2，Q3和Q4)进行控制。