用于高压回路的固体开关及检测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于高压回路的固体开关及检测装置。其中，该固体开关包括：信号转换电路，用于将接收到的初始控制信号转换为目标控制信号；信号传输装置，用于传输目标控制信号；驱动电路，用于对目标控制信号进行信号处理得到驱动信号；IGBT串联电路包括一个或多个IGBT管，驱动信号控制IGBT管的导通或关断；供能电路，用于为驱动电路供能；驱动电路包括能量存储电路，用于在供能电路提供电能的情况下，存储能量，并在供能电路不提供电能的情况下，释放能量为IGBT驱动电路供能。采用本发明，解决了现有技术中固体开关受电磁干扰的问题，实现了消除固体开关的电磁干扰的效果，从而提高了检测结果的准确性。
【专利说明】用于高压回路的固体开关及检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种用于高压回路的固体开关及检测
>J-U装直。
【背景技术】
[0002]输电系统的安全运行关系到国计民生，因此需要定期对输电系统等电力设备进行检查和维护。在检查中，经常需要对输电设备进行断开和导通操作，由于输电系统一般为高压回路，因此对其进行导通与断开操作对人身和设备的安全造成巨大的威胁。
[0003]现有技术在断开或导通高压设备时大多采用气隙或机械开关，但往往伴随着严重的局部放电现象，极大威胁这人身设备的安全和影响检测的精度。随着半导体技术的发展，使用固体开关替代传统气隙开关和机械开关已成为可能和趋势。
[0004]常见的供能方式主要有电池供电、激光供电和电磁供电。电池供电充电麻烦，很难实现长时期使用，因此无法得到有效推广；激光供能是利用激光器产生光源，然后经过光纤连接到驱动侧的光电转换器和储能单元，该种供能方式成本极其昂贵，推广的价值不高；电磁供电方式是基于电磁感应的原理，是最常用的一种供电方式，但目前暂无法有效解决电磁干扰和绝缘的问题，而固体开关的电磁干扰在对高压输电系统进行检测时易被误认为是高压输电系统的局部放电，从而会造成检测结果的偏差。
[0005]现有技术中固体开关的触发方式可以采用光耦触发，但是光耦隔离耐压难以胜任，同时光耦是有源器件，多路电源的隔离输出是个难点。还可以使用电磁触发，基本思路是将低电位触发脉冲信号经脉冲变压器隔离后送到高电位电力电子器件门极，电磁触发方法在同步感应、驱动波形一致性方面欠佳，同时，电磁方案会对固体开关高压侧产生电磁干扰。但是上述两种触发方式均可能会造成固体开关的电磁干扰，从而影响对高压输电系统检测结果的偏差。
[0006]因此，现有技术中的固体开关的供能和触发方式使得在控制高压输电系统进行检修时导通与断开固体开关时发生电磁干扰，从而使得固体开关不稳定、使用不安全，并且导致检测结果不准确。
[0007]针对现有技术中检修闻压输电系统时导通与断开固体开关发生电磁干扰，从而导致检测结果不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0008]针对相关技术中检修高压输电系统时导通与断开固体开关发生电磁干扰，从而导致检测结果不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种用于高压回路的固体开关及检测装置，以解决上述问题。
[0009]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于高压回路的固体开关，该固体开关包括:信号转换电路，与信号发生装置连接，用于将接收到的初始控制信号转换为目标控制信号；信号传输装置，与信号转换电路连接，用于传输目标控制信号；驱动电路，与信号传输装置连接，用于对目标控制信号进行信号处理得到驱动信号；IGBT串联电路，与驱动电路连接，IGBT串联电路包括一个或多个IGBT管，驱动信号控制一个或多个IGBT管的导通或关断；供能电路，连接于信号发生装置和驱动电路之间，用于为驱动电路供能；其中，驱动电路包括一个或多个驱动子电路，每个驱动子电路包括:能量存储电路，连接于供能电路和IGBT驱动电路之间，用于在供能电路提供电能的情况下，存储能量，并在供能电路不提供电能的情况下，释放能量为IGBT驱动电路供能。
[0010]进一步地，信号传输装置包括:一条或多条光纤，光纤用于传输目标控制信号；目标控制信号为光信号。
[0011]进一步地，信号转换电路包括:一个或多个转换子电路，每个转换子电路分别包括:电光转换电路；第一驱动电路，连接于信号发生装置与电光转换电路之间，用于控制电光转换电路将初始控制信号转换为光信号。
[0012]进一步地，驱动子电路分别包括:光电转换电路，与光纤连接，用于将光信号转换为电信号；IGBT驱动电路,包括:信号调理与放大电路，信号调理与放大电路连接于光电转换电路与IGBT串联电路之间，用于对电信号进行逻辑调节与放大处理得到驱动信号。
[0013]进一步地，驱动子电路还包括:栅极保护电路，连接于IGBT管的栅极与发射极之间，用于保护IGBT管的栅极。
[0014]进一步地，供能电路包括:高频电源，与信号发生装置连接，用于在初始控制信号控制下输出初始高频电压信号；脉冲变压器，与驱动电路连接，用于将初始高频电压信号变压处理输出高频电压信号至驱动电路。
[0015]进一步地，驱动子电路还包括:电压转换电路，分别与能量存储电路、光电转换电路以及IGBT驱动电路连接，用于使用对能量存储电路释放的能量的电压进行电压转换后得到的供电电压为光电转换电路和IGBT驱动电路供电。
[0016]进一步地，IGBT串联电路还包括:多个均压电路，每个均压电路分别与一个IGBT管并联连接，多个均压电路用于均衡IGBT管的电压。
[0017]进一步地，均压电路包括:第一电阻，第一端与IGBT管的发射极连接，第二端与IGBT管的集电极连接；第一电容，第一端与第一电阻的第一端连接，第二端与第二电阻连接；第二电阻，第一端与第一电容的第二端连接，第二端与第一电阻的第二端连接；第一二极管，正极与第二电阻的第一端连接，负极与第二电阻的第二端并联连接。
[0018]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于高压回路的检测装置，该检测装置包括用于高压回路的固体开关。
[0019]采用本发明，信号转换电路将接收到的初始控制信号转换为目标控制信号，驱动电路将通过目标控制信号进行信号处理得到驱动信号，驱动信号控制IGBT串联电路中一个或多个IGBT管的导通或关断，在这个过程中，供能电路为驱动电路供能，驱动电路中的能量存储电路在供能电路提供电能的情况下，存储能量，并在供能电路不提供电能的情况下，释放能量为IGBT驱动电路供能。该固体开关在没有供能单元供能的情况下通过能量存储单元释放的能量充当电源维持IGBT管的导通，从而解决了现有技术中固体开关受电磁干扰，导致对高压输电系统检修的结果不准确的问题，实现了消除固体开关的电磁干扰的效果，从而提高了检测结果的准确性。并且使用本发明的上述方案不仅简化了固体开关的驱动结构，还可以为高压固体开关的安全运行提供保障。【专利附图】
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1是根据本发明实施例的用于高压回路的固体开关的结构示意图；
[0022]图2是根据本发明实施例的一种可选的用于高压回路的单级的固体开关的示意图；
[0023]图3是根据本发明实施例的一种可选的用于高压回路的多级的固体开关的示意图；
[0024]图4是根据本发明实施例的均压电路的电路图；以及
[0025]图5是用于本发明实施例的固体开关的装置连接的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0027]图1是根据本发明实施例的用于高压回路的固体开关的结构示意图。如图1所示，该固体开关可以包括:信号转换电路10，与信号发生装置80连接，用于将接收到的初始控制信号转换为目标控制信号；信号传输装置30，与信号转换电路10连接，用于传输目标控制信号；驱动电路50，与信号传输装置连接，用于对目标控制信号进行信号处理得到驱动信号；IGBT串联电路70，与驱动电路50连接，IGBT串联电路包括一个或多个IGBT管，驱动信号控制一个或多个IGBT管的导通或关断；供能电路90，连接于信号发生装置和驱动电路之间，用于为驱动电路供能；其中，驱动电路包括一个或多个驱动子电路，每个驱动子电路包括:能量存储电路52，连接于供能电路和IGBT驱动电路之间，用于在供能电路提供电能的情况下，存储能量，并在供能电路不提供电能的情况下，释放能量为IGBT驱动电路供能。
[0028]采用本发明，信号转换电路将接收到的初始控制信号转换为目标控制信号，驱动电路将通过目标控制信号进行信号处理得到驱动信号，驱动信号控制IGBT串联电路中一个或多个IGBT管的导通或关断，在这个过程中，供能电路为驱动电路供能，驱动电路中的能量存储电路在供能电路提供电能的情况下，存储能量，并在供能电路不提供电能的情况下，释放能量为IGBT驱动电路供能。该固体开关在没有供能单元供能的情况下通过能量存储单元释放的能量充当电源维持IGBT管的导通，从而解决了现有技术中固体开关受电磁干扰，导致对高压输电系统检修的结果不准确的问题，实现了消除固体开关的电磁干扰的效果，从而提高了检测结果的准确性。并且使用本发明的上述方案不仅简化了固体开关的驱动结构，还可以为高压固体开关的安全运行提供保障。
[0029]其中，初始控制信号可以是PC机通过IN-USB-6211控制单元发送的数字控制信号，该数字信号可以是高电平数字信号或者低电平的数字信号，因此，上述实施例中的驱动信号可以是低电平或高电平的信号。具体地，可以通过低电平的驱动信号控制IGBT串联电路中一个或多个IGBT管的导通，通过高电平的驱动信号控制IGBT串联电路中一个或多个IGBT管的关断；或者通过低电平的驱动信号控制IGBT串联电路中一个或多个IGBT管的关断，通过高电平的驱动信号控制IGBT串联电路中一个或多个IGBT管的导通。[0030]具体地，在上述的初始控制信号为数字信号的情况下，该数字信号为高电平或低电平的信号，具体地，可以通过高电平的初始控制信号控制供能电路的关断和通过低电平的初始控制信号控制供能电路的接通；或者可以通过低电平的初始控制信号控制供能电路的关断和通过高电平的初始控制信号控制供能电路的接通。
[0031]在本发明的上述实施例中，可以通过手动控制或程序控制的方式控制供能电路的输出与否。具体地，可以通过初始控制信号的输出与否控制供能电路的输出。
[0032]在本发明的上述实施例中，信号传输装置可以包括:一条或多条光纤，光纤用于传输所述目标控制信号；目标控制信号为光信号。
[0033]通过光纤传输目标控制信号，可以解决电磁干扰和高压隔离的问题，并且使用光纤传输目标控制信号可以实现多级IGBT管的同步触发。
[0034]上述实施例中的光纤可以是多模光纤，使用光纤传输目标控制信号可以有效的将高压回路中运行的设备与低压回路隔离开，从而使用光纤传输目标控制信号既可以保证人身和设备的安全，又可以避免周围恶劣的电磁环境对信号传输的干扰。同时，采用本发明的方案，触发陡度小，同步性好，而且抗干扰能力高，从而达到快速断开和导通高压电路的效果。
[0035]具体地，光纤两端的接头可以是非金属的，更具体地，可以是SC接头，SC接头可以避免高压情况下的悬浮放电，从而达到固体开关在检修高压输电系统时安全地导通与断开固体开关而不发生局部放电。
[0036]其中，上述实施例中的电光转换电路13可以采用HFBR-1414模块。具体地，HFBR-1414模块的工作频率可以为160MBd，通信距离可以为500m，通过该模块可以将电信号转换为单一波长的光信号。例如，HFBR-1414模块可以将电信号转换波长为820nm的光信号。
[0037]上述实施例中的固体开关可以为如图2所示的单级IGBT的固体开关，单级IGBT串联电路中包括一个IGBT管。在IGBT串联电路70为单级IGBT管的情况下，驱动电路包括一个驱动子电路，在该种情况下，光纤也为一条。
[0038]上述实施例中的固体开关还可以为如图3所示的多级IGBT管的固体开关，多级IGBT电路串联连接，每级IGBT电路中可以设置一个IGBT管。在该实施例中可以通过一条光纤将一个转换子电路与一个驱动子电路连接形成单级IGBT电路，再将多个单级IGBT电路进行串联，从而形成多级IGBT电路串联的固体开关。采用本发明的方案，触发陡度小，同步性好，而且抗干扰能力高，从而达到快速断开和导通高压电路的效果。
[0039]具体地，如图2和图3所示，信号转换电路10可以包括:电光转换电路13 ;第一驱动电路11，连接于信号发生装置与电光转换电路之间，用于控制电光转换电路将初始控制信号转换为光信号。
[0040]在本发明的上述实施例中，驱动电路50包括一个或多个驱动子电路，每个驱动子电路分别可以包括:光电转换电路51，与光纤31连接，用于将光信号转换为电信号；IGBT驱动电路53，包括:信号调理与放大电路55，信号调理与放大电路55连接于光电转换电路51与IGBT串联电路70之间，用于对电信号进行逻辑调节与放大处理得到驱动信号。
[0041]具体地，光电转换电路51可以是HFBR-2412模块，HFBR-2412模块的工作频率可以为5MBd，通信距离可以为1500m。例如，HFBR-2412模块可以将波长为820nm的光信号转换为电信号。
[0042]其中，信号调理与放大电路55可以将电信号进行逻辑调节和信号放大，具体地，该信号调理与放大电路可以将电信号进行逻辑求反。例如，当数字信号是逻辑“I”时，数字信号经过信号调理与放大电路进行逻辑求反后可以变成逻辑“0”；当数字信号是逻辑“0”时，数字信号经过信号调理与放大电路进行逻辑求反后可以变成逻辑“ I ”。
[0043]信号调理与放大电路还可以将电信号放大，光信号经过光电转换电路转换之后得到的电信号比较微弱，该比较微弱的电信号经过信号调理与放大电路可以放大成信号较强的电信号。
[0044]在IGBT驱动电路的作用下，驱动信号可以控制IGBT管的关断或导通。在断开状态下，IGBT管的电阻很大；在导通状态下，IGBT管71的电阻很小。通过IGBT管的导通或关断可以控制高压输电系统(即高压回路)的关断或导通，其中，当IGBT管处于关断状态时，高压回路断开；当IGBT管处于导通状态时，高压回路导通。
[0045]在本发明实施例中，通过上述实施例的固体开关可以实现固体开关的快速导通，其导通时间可以不超过lus，并且单次导通脉宽可以调节并可以达到IOOms以上，并且在上述方案中固体开关等效导通电阻不超过10 Q，导通电阻较小，由于该固体开关的等效导通电阻比较小，因此，其能耗比较小。
[0046]根据本发明的上述实施例，驱动子电路还可以包括:栅极保护电路57，连接于IGBT管的栅极与发射极之间，用于保护IGBT管的栅极。
[0047]具体地，因为IGBT管的栅极电流比较大，在IGBT管的栅极设置栅极保护电路，可以保护IGBT管的栅极不被击穿。其中，栅极保护电路可以包括无源瞬态抑制二极管TVS。
[0048]根据本发明的上述实施例，能量存储电路，分别与供能电路、光电转换电路以及IGBT驱动电路连接，用于在高频电源91输出初始高频电压信号的情况下存储高频电压信号的能量，在高频电源不输出初始高频电压信号的情况下释放能量至光电转换电路和IGBT驱动电路。
[0049]通过上述的能量存储电路可以在一定时间内维持光电转换电路以及IGBT驱动电路的供能。
[0050]在本发明的上述实施例中，驱动子电路还可以包括:电压转换电路59，能量存储电路通过电压转换电路59与光电转换电路和IGBT驱动电路连接，用于使用对能量存储电路释放的能量的电压进行电压转换后得到的供电电压为光电转换电路和IGBT驱动电路供电。
[0051]在本发明的上述实施例中，驱动子电路还可以包括:整流电路，与高频电源91的输出端连接，用于将高频电压信号整流处理得到初始直流电压信号；滤波电路，连接于整流电路和能量存储电路之间，用于对初始直流电压信号进行滤波得到平稳的直流电压信号。通过滤波电路可以消除初始直流电压信号中的纹波及干扰的影响，使得输出为恒定平稳的直流电压信号。
[0052]能量存储电路将平稳的直流电压信号的能量存储起来，在高频电源输出初始高频电压信号的情况下，能量存储电路将直流电压信号的能量存储起来，在高频电源不输出初始高频电压信号的情况下，能量存储电路释放其存储的能量，通过电压转换电路对能量存储电路释放的能量的电压进行电压转换得到供电电压，为光电转换电路和IGBT驱动电路供电。
[0053]具体地，在高频电源输出初始高频电压信号的情况下，电压转换电路将直流电压信号的电压进行转换得到供电电压，为光电转换电路和IGBT驱动电路供电。
[0054]在上述实施例中，滤波电路输出的直流电压信号或者能量存储电路释放的能量的电压或许不是所需的电压幅值，可以通过电压转换电路将其转换为具有目标电压幅值的供电电压。
[0055]如图3所示，IGBT串联电路还可以包括:多个均压电路，每个均压电路73分别与一个IGBT管71并联连接，多个均压电路用于均衡IGBT管的电压。
[0056]具体地，如图4所示均压电路可以包括:第一电阻，第一端与IGBT管的发射极连接，第二端与IGBT管的集电极连接；第一电容，第一端与第一电阻的第一端连接，第二端与第二电阻连接；第二电阻，第一端与第一电容的第二端连接，第二端与第一电阻的第二端连接；第一二极管，与第二电阻并联连接。
[0057]现有技术中IGBT管的参数不一致和门极驱动信号不同步是造成IGBT串联不均压的两个重要原因。在本发明的上述方案中，高压侧的均压电路采用结构简单的RCD缓冲吸收电路实现IGBT的串联均压，具体地，IGBT管有两种工作状态:一种是在IGBT管导通或关断瞬间，为动态的工作状态；相对而言，未动作时称之为静态的工作状态。当IGBT管处于静态时，由静态均压电阻(即第一电阻Rl)实现静态均压；当IGBT管处于导通或关断时，回路中电压瞬间变化，会产生很大的du/dt，通过RCD缓冲电路中的第一电容C1能减缓du/dt的变化，以实现动态均压的目的。其中，第二电阻R2起限流作用，二极管D可以提供低阻抗充电回路。
[0058]在本发明实施例中，固体开关还可以包括多个均压电路，每个IGBT管可以分别与一个均压电路并联，均压电路可以实现多级IGBT电路串联之后各个单级IGBT电路承受电压值相等的压降，从而提高了固体开关的耐压性能。均压电路本身不发生局部放电，也没有电晕，从而可以使得该固体开关不发生局部放电。
[0059]通过均压电路均衡IGBT管的电压可以进一步保证IGBT串联电路中各级IGBT管的同步触发，从而可以使得IGBT管同时导通，以更好的保护固体开关，使得固体开关可以更加稳定地检测高压输电系统。
[0060]在本发明实施例中，通过采用本发明实施例的固体开关可以实现固体开关的快速、同步导通，也可以实现提高固体开关的耐压性能。
[0061]如图3所示的脉冲变压器可以包括:磁芯，原边线圈，缠绕在磁芯上，且原边线圈与高频电源连接，高频电源产生的高频方波电压输入原边线圈，在原边线圈上产生高频电流，并通过电磁感应形成原边主磁通回路，并在原边主磁通回路上产生初始高频电压信号；多个副边线圈缠绕在磁芯上，用于将初始高频电压信号耦合成高频电压信号。
[0062]通过脉冲变压器的磁芯及原边、副边的线圈，可以起到电压隔离和阻抗匹配的作用，并且利用电磁耦合原理，解决了多级串联间的绝缘问题，并且有效地保护器件，提高了整体的可靠性和安全性，减小了电路噪音。其中的磁芯具有漏感小、磁耦合性能好和绕制方便的优点。
[0063]优选地，原边线圈和副边线圈均能承受绝缘的要求，原边线圈的绝缘设计指标可以高于各个副边线圈的绝缘设计指标。[0064]如图4所不，上述实施例中的驱动电路和IGBT串联电路可以设直在闻压电路中，该高压电路可以包括PCB板21、电极22和均压环23。
[0065]其中，PCB板21可以包括一块或者多块，多块PCB板间通过电极22串联连接，该电极可以是球形或者圆柱体；图5中的电极22本身不发生局部放电，也没有电晕，电极22可以设置在IGBT串联电路接入高压回路的一端；图5中的均压环23可以设置在PCB板21的周围，该均压环也可以为一个或者多个，均压环可以是半球，也可以是圆环。
[0066]如图4所示，供能电路90可以包括高频电源91和脉冲变压器93 (包括原边线圈和副边线圈，图5未示出)，其中，脉冲变压器93可以放置在高压电路的圆柱形腔体43内，该圆柱形腔体43的直径大小与PCB板21中间孔径大小相匹配，多级脉冲变压器93可以通过连接电极41串联而成。
[0067]IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)是指绝缘栅双极性晶体管。
[0068]本发明还提供了一种用于高压回路的检测装置，包括本发明上述实施例中任意一种的用于高压回路的固体开关。
[0069]采用本发明，信号转换电路将接收到的初始控制信号转换为目标控制信号，驱动电路将通过目标控制信号进行信号处理得到驱动信号，驱动信号控制IGBT串联电路中一个或多个IGBT管的导通或关断，在这个过程中，供能电路为驱动电路供能，驱动电路中的能量存储电路在供能电路提供电能的情况下，存储能量，并在供能电路不提供电能的情况下，释放能量为IGBT驱动电路供能。该固体开关在没有供能单元供能的情况下通过能量存储单元释放的能量充当电源维持IGBT管的导通，从而解决了现有技术中固体开关受电磁干扰，导致对高压输电系统检修的结果不准确的问题，实现了消除固体开关的电磁干扰的效果，从而提高了检测结果的准确性。并且使用本发明的上述方案不仅简化了固体开关的驱动结构，还可以为高压固体开关的安全运行提供保障。
[0070]从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果:
[0071 ] 采用本发明，信号转换电路将接收到的初始控制信号转换为目标控制信号，驱动电路将通过目标控制信号进行信号处理得到驱动信号，驱动信号控制IGBT串联电路中一个或多个IGBT管的导通或关断，在这个过程中，供能电路为驱动电路供能，驱动电路中的能量存储电路在供能电路提供电能的情况下，存储能量，并在供能电路不提供电能的情况下，释放能量为IGBT驱动电路供能。该固体开关在没有供能单元供能的情况下通过能量存储单元释放的能量充当电源维持IGBT管的导通，从而解决了现有技术中固体开关受电磁干扰，导致对高压输电系统检修的结果不准确的问题，实现了消除固体开关的电磁干扰的效果，从而提高了检测结果的准确性。并且使用本发明的上述方案不仅简化了固体开关的驱动结构，还可以为高压固体开关的安全运行提供保障。
[0072]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0073]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于高压回路的固体开关，其特征在于，包括: 信号转换电路，与信号发生装置连接，用于将接收到的初始控制信号转换为目标控制信号; 信号传输装置，与所述信号转换电路连接，用于传输所述目标控制信号； 驱动电路，与所述信号传输装置连接，用于对所述目标控制信号进行信号处理得到驱动信号； IGBT串联电路，与所述驱动电路连接，所述IGBT串联电路包括一个或多个IGBT管，所述驱动信号控制所述一个或多个IGBT管的导通或关断； 供能电路，连接于所述信号发生装置和所述驱动电路之间，用于为所述驱动电路供倉泛; 其中，所述驱动电路包括一个或多个驱动子电路，每个所述驱动子电路包括:能量存储电路，连接于所述供能电路和IGBT驱动电路之间，用于在所述供能电路提供电能的情况下，存储能量，并在所述供能电路不提供所述电能的情况下，释放所述能量为所述IGBT驱动电路供能。
2.根据权利要求1所述的固体开关，其特征在于，所述信号传输装置包括: 一条或多条光纤，所述光纤用于传输所述目标控制信号；所述目标控制信号为光信号。
3.根据权利要求2所述的固体开关，其特征在于，所述信号转换电路包括:一个或多个转换子电路，每个转换子电路分别包括: 电光转换电路； 第一驱动电路，连接于所述信号发生装置与所述电光转换电路之间，用于控制所述电光转换电路将所述初始控制信号转换为所述光信号。
4.根据权利要求2所述的固体开关，其特征在于，所述驱动子电路分别包括: 光电转换电路，与所述光纤连接，用于将所述光信号转换为电信号； IGBT驱动电路，包括:信号调理与放大电路，所述信号调理与放大电路连接于所述光电转换电路与所述IGBT串联电路之间，用于对所述电信号进行逻辑调节与放大处理得到所述驱动信号。
5.根据权利要求4所述的固体开关，其特征在于，所述驱动子电路还包括: 栅极保护电路，连接于所述IGBT管的栅极与发射极之间，用于保护所述IGBT管的栅极。
6.根据权利要求4所述的固体开关，其特征在于，所述供能电路包括: 高频电源，与所述信号发生装置连接，用于在所述初始控制信号控制下输出初始高频电压信号； 脉冲变压器，与所述驱动电路连接，用于将所述初始高频电压信号变压处理输出高频电压信号至所述驱动电路。
7.根据权利要求6所述的固体开关，其特征在于，所述驱动子电路还包括: 电压转换电路，分别与所述能量存储电路、所述光电转换电路以及所述IGBT驱动电路连接，用于使用对所述能量存储电路释放的所述能量的电压进行电压转换后得到的供电电压为所述光电转换电路和所述IGBT驱动电路供电。
8.根据权利要求1所述的固体开关，其特征在于，所述IGBT串联电路还包括:多个均压电路，每个所述均压电路分别与一个所述IGBT管并联连接，所述多个均压电路用于均衡所述IGBT管的电压。
9.根据权利要8所述的固体开关，其特征在于，所述均压电路包括: 第一电阻，第一端与所述IGBT管的发射极连接，第二端与所述IGBT管的集电极连接； 第一电容，第一端与所述第一电阻的第一端连接，第二端与第二电阻连接； 所述第二电阻，第一端与所述第一电容的第二端连接，第二端与所述第一电阻的第二端连接； 第一二极管，正极与所述第二电阻的第一端连接，负极与所述第二电阻的第二端并联连接。
10.一种用于高压回路的检测装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的用于高压回路的固体开关。
【文档编号】H03K17/567GK103647538SQ201310654819
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】马国明, 李成榕, 江军, 罗定平, 李庆民 申请人:华北电力大学