一种z源直流断路器的制造方法
一种z源直流断路器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及直流断路器技术领域，尤其是Z源直流断路器。
[0002]
【背景技术】
[0003] 随着新能源的不断开发W及电力电子技术的推进，直流电力系统已广泛应用于当 代生活中，如高压直流输电系统、光伏发电系统、船舶电力推进系统、现代化建筑用电系统 等。同时用户对于电能质量W及用电可靠性的要求越来越高，运就要求提高供电系统的可 靠性和稳定性。断路器是切除故障、保持系统稳定性的重要元器件之一，已广泛应用于直流 电力系统中。
[0004] 传统的直流开断设备主要有机械断路器、固态断路器及混合型断路器。机械断路 器虽然控制比较简单、通态损耗低，但是动作时间较长、使用寿命有限；固态直流断路器开 关速度快，但需要额外的换流回路迫使电流过零，而且换流回路必须在故障电流超过开关 的最大开断电流之前动作，运就要求精确的故障检测电路和控制电路，特别是在恶劣的故 障条件下很难及时检测到故障并发出跳闽命令;混合型兼顾前两者的优点，结合了机械开 关的低导通损耗特性和固态开关的快速动作特性，但是要求机械部分与其他部分协调性 高，控制策略相对复杂。另外，传统的直流断路器都需要外部的故障检测回路发出操作信号 才能动作，而故障的检测需要一定的延时，运增加了故障的切除时间，特别发生恶性短路故 障时，将严重影响系统的稳定性。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本申请提供一种Z源直流断路器，解决现有技术中断路动作时间长、安全性低的问 题。
[0007] -种Z源直流断路器，用于串接在负载和直流电源之间，Z源直流断路器包括依次 串联的第一电感、半控型器件和第二电感;第一电感的一端接直流电源的正极，另一端接半 控型器件的阳极，半控型器件的阴极接第二电感的一端，第二电感的另一端与负载相连;还 包括第一电感吸收回路、第二电感吸收回路、第一电容和第二电容;第一电感吸收回路并接 在第一电感两端，第二电感吸收回路并接在第二电感两端;第一电容的一端接半控型器件 的阴极，另一端接直流电源负极;第二电容的一端接半控型器件的阳极，另一端接在第二电 感和负载之间。
[0008] 优选的，还包括故障判断模块和Ξ极管，Ξ极管串接在半控型器件和第二电感之 间，Ξ极管的集电极接半控型器件的阴极，Ξ极管的发射极接第二电感的一端;故障判断模 块的输入端接第一电容与直流电源负极相连接的一端，故障判断模块的输出端接Ξ极管的 基极;故障判断模块在第一电容的电流值大于设定值时，用于向Ξ极管的基极输出控制信 号，控制Ξ极管进入截止状态。
[0009] 优选的，第一电感吸收回路包括串联的第一电阻和第一二极管，第一二极管的负 极接直流电源的正极，第一二极管的正极接第一电阻的一端，第一电阻的另一端接在第一 电感和半控型器件之间；第二电感吸收回路包括串联的第二电阻和第二二极管，第二二极 管的负极接半控型器件和第二电感之间，第二二极管的正极接第二电阻的一端，第二电阻 的另一端接在第二电感和负载之间。
[0010] 优选的，故障判断模块为过流继电器。
[0011] 优选的，Ξ极管为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
[0012] 本申请的有益效果是，当负载侧发生短路故障时，由于电感中的电流不能突变，因 此第一电感和第二电感中的电流II等于故障前的稳态电流IlDad，流过本发明的故障电流突 变分量将由Z源第一电容提供，该电流突变分量由第一电容反向流过半控型器件，此时半控 型器件的阳极电流迅速减少，当半控型器件的阳极电流低于半控型器件的维持电流时，半 控型器件满足自动关断条件而断开，从而将故障隔离。因此，本申请不需要外部触发命令即 可迅速动作，缩短了隔离故障的时间，断路动作时间短，提升了系统的安全性。
[0013] 同时，故障电流由直流电源和第一电容共同提供，减少了故障对电源的影响，在开 断过程中不会产生电弧，开关元件不会承受过电压，可增加断路器的使用寿命。
[0014]
【附图说明】
[0015] 图1为实施例1的电路图； 图2为实施例1在负载发生故障时的电路简化图； 图3为实施例2的电路图； 图4为实施例3的电路图； 图5为实施例4的电路图； 图6为实施例4的实验波形图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[001引实施例1: 一种Z源直流断路器，如图1所示，用于串接在负载11和直流电源10之间，该Z源直流断 路器包括依次串联的第一电感1、半控型器件2和第二电感3;第一电感1的一端接直流电源 10的正极，另一端接半控型器件2的阳极，半控型器件2的阴极接第二电感3的一端，第二电 感3的另一端与负载11相连;还包括第一电感吸收回路6、第二电感吸收回路7、第一电容4和 第二电容5;第一电感吸收回路6并接在第一电感1的两端，第二电感吸收回路7并接在第二 电感3的两端;第一电容4的一端接半控型器件2的阴极，另一端接直流电源10的负极;第二 电容5的一端接半控型器件2的阳极，另一端接在第二电感3和负载11之间。
[0019]由于负载11侧的任何扰动都会在Z源第一电容4支路中产生扰动电流，因此，可W 通过第一电容4的支路电流icz的大小来判断是否发生故障。系统正常运行时，稳态的负载电 流小于或等于线路的额定负载电流，因此第一电容4的电流判断式如下： 式中，le为线路额定负载电流，Κ为动作系数，取值范围为1〉Κ〉0,为了躲过正常的负载 波动和投切负荷，可取κ〉0.5。实际情况中，由于线路的运行环境W及负载种类的不同，Κ的 取值各不相同，可通过实际的运行经验得出更合理的经验值，而不限于本实施例提供的数 值。
[0020] 当负载侧发生故障时，由于Ζ源电感电流不能突变，此时故障电流中的故障分量扛 完全由第一电容4和负载11提供。其简化电路如图2所示，图中两个阻抗电容12分别表示第 一电容4和第二电容5,负载11侧包括故障电阻13和负载电容14, ?、表示负载电容14产生的 电流，由分流公式可得
因为只有满足条件时，半控型器件2才能达到关断的条件，因此Ζ源直流断 路器最小可检测故障电流每>.;燦i.为：
即故障电流的突变分量满足上式时，本实施例不需要外部触发命令可迅速地动作，达 到快速切除故障的目的。
[0021] 实施例2: 作为实施例1的改进，如图3所示，由实施例1可知，可检测的故障电流最小值为游，顧 当故障电流小于运一最小值时，可能存在检测不到故障的现象，因此，本实施例增加了故障 判断模块8和Ξ极管9，Ξ极管9串接在半控型器件2和第二电感3之间，Ξ极管 9的集电极接 半控型器件2的阴极，Ξ极管9的发射极接第二电感3的一端;故障判断模块8的输入端接第 一电容1与直流电源10负极相连接的一端，故障判断模块8的输出端接Ξ极管9的基极。故障 判断模块8在第一电容1的电流值大于设定值时，向Ξ极管9的基极输出控制信号，控制Ξ极 管9进入截止状态，就隔离了故障，进一步提升了系统的安全性。
[0022] 本实施例中，Ξ极管9选用绝缘栅双极型晶体管IGBT。作为本实施例的变形，也可 W是其他类型的晶体管。
[0023] 实施例3: 作为实施例1的改进，如图4所示，第一电感吸收回路6包括串联的第一电阻62和第一二 极管61，第一二极管61的负极接直流电源10的正极，第一二极管61的正极接第一电阻62的 一端，第一电阻61的另一端接在第一电感1和半控型器件2之间；第二电感吸收回路7包括串 联的第二电阻72和第二二极管71，第二二极管71的负极接半控型器件2和第二电感3之间， 第二二极管71的正极接第二电阻72的一端，第二电阻72的另一端接在第二电感3和负载11 之间。负载11包括并联的负载侧电容111和负载侧电阻112。
[0024] 实施例4: 作为实施例2的改进，如图5所示，第一电感吸收回路6包括串联的第一电阻62和第一二 极管61，第一二极管61的负极接直流电源10的正极，第一二极管61的正极接第一电阻62的 一端，第一电阻61的另一端接在第一电感1和半控型器件2之间；第二电感吸收回路7包括串 联的第二电阻72和第二二极管71，第二二极管71的负极接半控型器件2和第二电感3之间， 第二二极管71的正极接第二电阻72的一端，第二电阻72的另一端接在第二电感3和负载11 之间。负载11包括并联的负载侧电容111和负载侧电阻112。
[0025] 进一步的，故障判断模块8为过流继电器，当第一电容4的电流大于预定值时，过流 继电器判断到负载侧或者中间线路发生故障，过流继电器的输出端向Ξ极管9发送信号，从 而使Ξ级管进入截止状态，隔离了电路故障。
[0026] 针对实施例4进行实验，设定电源电压化=24V，Lzi=1024yH，Lz2=1038yH，Czi=47yF， Cz2=47yF，Cl=4化F，化=20 Ω，Rf=2.5 Ω。如图6所示，图中iLz为第一电感1中的电流；icz为第一 电容4中的电流；is为直流电源10提供的电流；isCR为流过半控型器件2的电流;USCR为半控型 器件2两端的电压;U。为负载侧电压。可W看出系统在正常运行情况下icz为零，当负载侧发 生故障时，由于电感电流不能突变，此时icz迅速最大，当icz等于iLz时半控型器件2断开，icz 不再突变，此时相当于电源经过第一电感1和故障电阻13对第二电容5进行充电，当电容饱 和时icz、is都下降为零，第一电感1中剩余的能量经过第一电阻62和第一二极管61进行释 放，直到iLZ变为零，至此故障完全被隔离。由图3可W看出，本发明从故障发生至故障完全隔 离大约只用了 1ms，动作迅速。且在开断过程中，开关元件两端无过电压现象。
[0027] W上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换。
【主权项】
1. 一种Z源直流断路器，用于串接在负载（11)和直流电源（10)之间，其特征在于： 所述Z源直流断路器包括依次串联的第一电感（1)、半控型器件（2)和第二电感(3);所 述第一电感(1)的一端接直流电源的正极，另一端接半控型器件SCR的阳极，半控型器件(2) 的阴极接第二电感(3)的一端，第二电感(3)的另一端与负载相连； 还包括第一电感吸收回路(6)、第二电感吸收回路(7)、第一电容(4)和第二电容(5);第 一电感吸收回路(6)并接在第一电感(1)两端，第二电感吸收回路(7)并接在第二电感(3)两 端;第一电容(4)的一端接半控型器件（2)的阴极，另一端接直流电源（10)负极;第二电容 (5)的一端接半控型器件(2)的阳极，另一端接在第二电感(3)和负载(11)之间。2. 根据权利要求1所述的Z源直流断路器，其特征在于： 还包括故障判断模块(8)和三极管(9)，所述三极管(9)串接在半控型器件(2)和第二电 感(3)之间，三极管(9)的集电极接半控型器件(2)的阴极，三极管(9)的发射极接第二电感 (3)的一端;故障判断模块(8)的输入端接第一电容(4)与直流电源（10)负极相连接的一端， 故障判断模块(8)的输出端接三极管(9)的基极;故障判断模块(8)在第一电容(4)的电流值 大于设定值时，用于向三极管(9)的基极输出控制信号，控制三极管(9)进入截止状态。3. 根据权利要求1或2所述的Z源直流断路器，其特征在于： 所述第一电感吸收回路(6)包括串联的第一电阻(62)和第一二极管(61)，所述第一二 极管(61)的负极接直流电源（10)的正极，第一二极管(61)的正极接第一电阻(62)的一端， 第一电阻（62)的另一端接在第一电感（1)和半控型器件（2)之间；所述第二电感吸收回路 (7)包括串联的第二电阻(72)和第二二极管(71)，所述第二二极管(71)的负极接半控型器 件(2)和第二电感(3)之间，第二二极管(71)的正极接第二电阻（72)的一端，第二电阻(72) 的另一端接在第二电感(3)和负载(11)之间。4. 根据权利要求1或2所述的Z源直流断路器，其特征在于： 所述故障判断模块(8)为过流继电器。5. 根据权利要求1或2所述的Z源直流断路器，其特征在于： 所述三极管(9 )为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
【专利摘要】一种Z源直流断路器，用于串接在负载和直流电源之间，Z源直流断路器包括依次串联的第一电感、半控型器件和第二电感；第一电感的一端接直流电源的正极，另一端接半控型器件的阳极，半控型器件的阴极接第二电感的一端，第二电感的另一端与负载相连；还包括第一电感吸收回路、第二电感吸收回路、第一电容和第二电容；第一电感吸收回路并接在第一电感两端，第二电感吸收回路并接在第二电感两端；第一电容的一端接半控型器件的阴极，另一端接直流电源负极；第二电容的一端接半控型器件的阳极，另一端接在第二电感和负载之间。本申请不需要外部触发命令即可迅速动作，缩短了隔离故障的时间，断路动作时间短，提升了系统的安全性。
【IPC分类】H02H3/087
【公开号】CN105490244
【申请号】CN201510858644
【发明人】龙军, 王斌, 宫成
【申请人】广西大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月1日
【技术领域】
[0001] 本申请设及直流断路器技术领域，尤其是Z源直流断路器。
[0002]
【背景技术】
[0003] 随着新能源的不断开发W及电力电子技术的推进，直流电力系统已广泛应用于当 代生活中，如高压直流输电系统、光伏发电系统、船舶电力推进系统、现代化建筑用电系统 等。同时用户对于电能质量W及用电可靠性的要求越来越高，运就要求提高供电系统的可 靠性和稳定性。断路器是切除故障、保持系统稳定性的重要元器件之一，已广泛应用于直流 电力系统中。
[0004] 传统的直流开断设备主要有机械断路器、固态断路器及混合型断路器。机械断路 器虽然控制比较简单、通态损耗低，但是动作时间较长、使用寿命有限；固态直流断路器开 关速度快，但需要额外的换流回路迫使电流过零，而且换流回路必须在故障电流超过开关 的最大开断电流之前动作，运就要求精确的故障检测电路和控制电路，特别是在恶劣的故 障条件下很难及时检测到故障并发出跳闽命令;混合型兼顾前两者的优点，结合了机械开 关的低导通损耗特性和固态开关的快速动作特性，但是要求机械部分与其他部分协调性 高，控制策略相对复杂。另外，传统的直流断路器都需要外部的故障检测回路发出操作信号 才能动作，而故障的检测需要一定的延时，运增加了故障的切除时间，特别发生恶性短路故 障时，将严重影响系统的稳定性。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本申请提供一种Z源直流断路器，解决现有技术中断路动作时间长、安全性低的问 题。
[0007] -种Z源直流断路器，用于串接在负载和直流电源之间，Z源直流断路器包括依次 串联的第一电感、半控型器件和第二电感;第一电感的一端接直流电源的正极，另一端接半 控型器件的阳极，半控型器件的阴极接第二电感的一端，第二电感的另一端与负载相连;还 包括第一电感吸收回路、第二电感吸收回路、第一电容和第二电容;第一电感吸收回路并接 在第一电感两端，第二电感吸收回路并接在第二电感两端;第一电容的一端接半控型器件 的阴极，另一端接直流电源负极;第二电容的一端接半控型器件的阳极，另一端接在第二电 感和负载之间。
[0008] 优选的，还包括故障判断模块和Ξ极管，Ξ极管串接在半控型器件和第二电感之 间，Ξ极管的集电极接半控型器件的阴极，Ξ极管的发射极接第二电感的一端;故障判断模 块的输入端接第一电容与直流电源负极相连接的一端，故障判断模块的输出端接Ξ极管的 基极;故障判断模块在第一电容的电流值大于设定值时，用于向Ξ极管的基极输出控制信 号，控制Ξ极管进入截止状态。
[0009] 优选的，第一电感吸收回路包括串联的第一电阻和第一二极管，第一二极管的负 极接直流电源的正极，第一二极管的正极接第一电阻的一端，第一电阻的另一端接在第一 电感和半控型器件之间；第二电感吸收回路包括串联的第二电阻和第二二极管，第二二极 管的负极接半控型器件和第二电感之间，第二二极管的正极接第二电阻的一端，第二电阻 的另一端接在第二电感和负载之间。
[0010] 优选的，故障判断模块为过流继电器。
[0011] 优选的，Ξ极管为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
[0012] 本申请的有益效果是，当负载侧发生短路故障时，由于电感中的电流不能突变，因 此第一电感和第二电感中的电流II等于故障前的稳态电流IlDad，流过本发明的故障电流突 变分量将由Z源第一电容提供，该电流突变分量由第一电容反向流过半控型器件，此时半控 型器件的阳极电流迅速减少，当半控型器件的阳极电流低于半控型器件的维持电流时，半 控型器件满足自动关断条件而断开，从而将故障隔离。因此，本申请不需要外部触发命令即 可迅速动作，缩短了隔离故障的时间，断路动作时间短，提升了系统的安全性。
[0013] 同时，故障电流由直流电源和第一电容共同提供，减少了故障对电源的影响，在开 断过程中不会产生电弧，开关元件不会承受过电压，可增加断路器的使用寿命。
[0014]
【附图说明】
[0015] 图1为实施例1的电路图； 图2为实施例1在负载发生故障时的电路简化图； 图3为实施例2的电路图； 图4为实施例3的电路图； 图5为实施例4的电路图； 图6为实施例4的实验波形图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[001引实施例1: 一种Z源直流断路器，如图1所示，用于串接在负载11和直流电源10之间，该Z源直流断 路器包括依次串联的第一电感1、半控型器件2和第二电感3;第一电感1的一端接直流电源 10的正极，另一端接半控型器件2的阳极，半控型器件2的阴极接第二电感3的一端，第二电 感3的另一端与负载11相连;还包括第一电感吸收回路6、第二电感吸收回路7、第一电容4和 第二电容5;第一电感吸收回路6并接在第一电感1的两端，第二电感吸收回路7并接在第二 电感3的两端;第一电容4的一端接半控型器件2的阴极，另一端接直流电源10的负极;第二 电容5的一端接半控型器件2的阳极，另一端接在第二电感3和负载11之间。
[0019]由于负载11侧的任何扰动都会在Z源第一电容4支路中产生扰动电流，因此，可W 通过第一电容4的支路电流icz的大小来判断是否发生故障。系统正常运行时，稳态的负载电 流小于或等于线路的额定负载电流，因此第一电容4的电流判断式如下： 式中，le为线路额定负载电流，Κ为动作系数，取值范围为1〉Κ〉0,为了躲过正常的负载 波动和投切负荷，可取κ〉0.5。实际情况中，由于线路的运行环境W及负载种类的不同，Κ的 取值各不相同，可通过实际的运行经验得出更合理的经验值，而不限于本实施例提供的数 值。
[0020] 当负载侧发生故障时，由于Ζ源电感电流不能突变，此时故障电流中的故障分量扛 完全由第一电容4和负载11提供。其简化电路如图2所示，图中两个阻抗电容12分别表示第 一电容4和第二电容5,负载11侧包括故障电阻13和负载电容14, ?、表示负载电容14产生的 电流，由分流公式可得
因为只有满足条件时，半控型器件2才能达到关断的条件，因此Ζ源直流断 路器最小可检测故障电流每>.;燦i.为：
即故障电流的突变分量满足上式时，本实施例不需要外部触发命令可迅速地动作，达 到快速切除故障的目的。
[0021] 实施例2: 作为实施例1的改进，如图3所示，由实施例1可知，可检测的故障电流最小值为游，顧 当故障电流小于运一最小值时，可能存在检测不到故障的现象，因此，本实施例增加了故障 判断模块8和Ξ极管9，Ξ极管9串接在半控型器件2和第二电感3之间，Ξ极管 9的集电极接 半控型器件2的阴极，Ξ极管9的发射极接第二电感3的一端;故障判断模块8的输入端接第 一电容1与直流电源10负极相连接的一端，故障判断模块8的输出端接Ξ极管9的基极。故障 判断模块8在第一电容1的电流值大于设定值时，向Ξ极管9的基极输出控制信号，控制Ξ极 管9进入截止状态，就隔离了故障，进一步提升了系统的安全性。
[0022] 本实施例中，Ξ极管9选用绝缘栅双极型晶体管IGBT。作为本实施例的变形，也可 W是其他类型的晶体管。
[0023] 实施例3: 作为实施例1的改进，如图4所示，第一电感吸收回路6包括串联的第一电阻62和第一二 极管61，第一二极管61的负极接直流电源10的正极，第一二极管61的正极接第一电阻62的 一端，第一电阻61的另一端接在第一电感1和半控型器件2之间；第二电感吸收回路7包括串 联的第二电阻72和第二二极管71，第二二极管71的负极接半控型器件2和第二电感3之间， 第二二极管71的正极接第二电阻72的一端，第二电阻72的另一端接在第二电感3和负载11 之间。负载11包括并联的负载侧电容111和负载侧电阻112。
[0024] 实施例4: 作为实施例2的改进，如图5所示，第一电感吸收回路6包括串联的第一电阻62和第一二 极管61，第一二极管61的负极接直流电源10的正极，第一二极管61的正极接第一电阻62的 一端，第一电阻61的另一端接在第一电感1和半控型器件2之间；第二电感吸收回路7包括串 联的第二电阻72和第二二极管71，第二二极管71的负极接半控型器件2和第二电感3之间， 第二二极管71的正极接第二电阻72的一端，第二电阻72的另一端接在第二电感3和负载11 之间。负载11包括并联的负载侧电容111和负载侧电阻112。
[0025] 进一步的，故障判断模块8为过流继电器，当第一电容4的电流大于预定值时，过流 继电器判断到负载侧或者中间线路发生故障，过流继电器的输出端向Ξ极管9发送信号，从 而使Ξ级管进入截止状态，隔离了电路故障。
[0026] 针对实施例4进行实验，设定电源电压化=24V，Lzi=1024yH，Lz2=1038yH，Czi=47yF， Cz2=47yF，Cl=4化F，化=20 Ω，Rf=2.5 Ω。如图6所示，图中iLz为第一电感1中的电流；icz为第一 电容4中的电流；is为直流电源10提供的电流；isCR为流过半控型器件2的电流;USCR为半控型 器件2两端的电压;U。为负载侧电压。可W看出系统在正常运行情况下icz为零，当负载侧发 生故障时，由于电感电流不能突变，此时icz迅速最大，当icz等于iLz时半控型器件2断开，icz 不再突变，此时相当于电源经过第一电感1和故障电阻13对第二电容5进行充电，当电容饱 和时icz、is都下降为零，第一电感1中剩余的能量经过第一电阻62和第一二极管61进行释 放，直到iLZ变为零，至此故障完全被隔离。由图3可W看出，本发明从故障发生至故障完全隔 离大约只用了 1ms，动作迅速。且在开断过程中，开关元件两端无过电压现象。
[0027] W上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换。
【主权项】
1. 一种Z源直流断路器，用于串接在负载（11)和直流电源（10)之间，其特征在于： 所述Z源直流断路器包括依次串联的第一电感（1)、半控型器件（2)和第二电感(3);所 述第一电感(1)的一端接直流电源的正极，另一端接半控型器件SCR的阳极，半控型器件(2) 的阴极接第二电感(3)的一端，第二电感(3)的另一端与负载相连； 还包括第一电感吸收回路(6)、第二电感吸收回路(7)、第一电容(4)和第二电容(5);第 一电感吸收回路(6)并接在第一电感(1)两端，第二电感吸收回路(7)并接在第二电感(3)两 端;第一电容(4)的一端接半控型器件（2)的阴极，另一端接直流电源（10)负极;第二电容 (5)的一端接半控型器件(2)的阳极，另一端接在第二电感(3)和负载(11)之间。2. 根据权利要求1所述的Z源直流断路器，其特征在于： 还包括故障判断模块(8)和三极管(9)，所述三极管(9)串接在半控型器件(2)和第二电 感(3)之间，三极管(9)的集电极接半控型器件(2)的阴极，三极管(9)的发射极接第二电感 (3)的一端;故障判断模块(8)的输入端接第一电容(4)与直流电源（10)负极相连接的一端， 故障判断模块(8)的输出端接三极管(9)的基极;故障判断模块(8)在第一电容(4)的电流值 大于设定值时，用于向三极管(9)的基极输出控制信号，控制三极管(9)进入截止状态。3. 根据权利要求1或2所述的Z源直流断路器，其特征在于： 所述第一电感吸收回路(6)包括串联的第一电阻(62)和第一二极管(61)，所述第一二 极管(61)的负极接直流电源（10)的正极，第一二极管(61)的正极接第一电阻(62)的一端， 第一电阻（62)的另一端接在第一电感（1)和半控型器件（2)之间；所述第二电感吸收回路 (7)包括串联的第二电阻(72)和第二二极管(71)，所述第二二极管(71)的负极接半控型器 件(2)和第二电感(3)之间，第二二极管(71)的正极接第二电阻（72)的一端，第二电阻(72) 的另一端接在第二电感(3)和负载(11)之间。4. 根据权利要求1或2所述的Z源直流断路器，其特征在于： 所述故障判断模块(8)为过流继电器。5. 根据权利要求1或2所述的Z源直流断路器，其特征在于： 所述三极管(9 )为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
【专利摘要】一种Z源直流断路器，用于串接在负载和直流电源之间，Z源直流断路器包括依次串联的第一电感、半控型器件和第二电感；第一电感的一端接直流电源的正极，另一端接半控型器件的阳极，半控型器件的阴极接第二电感的一端，第二电感的另一端与负载相连；还包括第一电感吸收回路、第二电感吸收回路、第一电容和第二电容；第一电感吸收回路并接在第一电感两端，第二电感吸收回路并接在第二电感两端；第一电容的一端接半控型器件的阴极，另一端接直流电源负极；第二电容的一端接半控型器件的阳极，另一端接在第二电感和负载之间。本申请不需要外部触发命令即可迅速动作，缩短了隔离故障的时间，断路动作时间短，提升了系统的安全性。
【IPC分类】H02H3/087
【公开号】CN105490244
【申请号】CN201510858644
【发明人】龙军, 王斌, 宫成
【申请人】广西大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月1日
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