一种可关断晶闸管的过压保护电路及控制方法

1.一种可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，包括：关断电路，用于根据控制指令，实现可关断晶闸管器件门极与发射极之间的换流；第一开通电路，用于根据控制指令，触发可关断晶闸管器件开通；第二开通电路，用于当可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压高于第一电压阈值时，触发可关断晶闸管器件开通；电压采样模块，用于采集可关断晶闸管器件阳极与阴极之间的第一电压，或用于采集可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压，当第一电压高于第二电压阈值或第二电压高于第三电压阈值时，向关断电路、第一开通电路发送控制指令；关断电路包括第一关断电路；其中，可关断晶闸管器件发射极与阴极连接，第一关断电路第一端与可关断晶闸管器件门极连接，第一关断电路第二端与可关断晶闸管器件阴极连接；第一开通电路和第一关断电路并联；第二开通电路第一端与可关断晶闸管器件阳极连接，第二开通电路第二端与可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端、第一关断电路第一端连接；电压采样模块第一端与第二开通电路第一端、可关断晶闸管器件阳极连接，电压采样模块第二端与第一开通电路第二端、第一关断电路第二端、可关断晶闸管器件阴极连接，或电压采样模块第二端与第一开通电路第一端、第一关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极连接。 2.一种可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，包括：关断电路，用于根据控制指令，实现可关断晶闸管器件门极与发射极之间的换流；第一开通电路，用于根据控制指令，触发可关断晶闸管器件开通；第二开通电路，用于当可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压高于第一电压阈值时，触发可关断晶闸管器件开通；电压采样模块，用于采集可关断晶闸管器件阳极与阴极之间的第一电压，或用于采集可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压，当第一电压高于第二电压阈值或第二电压高于第三电压阈值时，向关断电路、第一开通电路发送控制指令；关断电路包括第二关断电路和第三关断电路，其中，第三关断电路第一端与可关断晶闸管器件发射极连接，第三关断电路第二端与可关断晶闸管器件阴极连接，第二关断电路第一端与可关断晶闸管器件门极连接，第二关断电路第二端与可关断晶闸管器件阴极连接；第一开通电路和第二关断电路并联；第二开通电路第一端与可关断晶闸管器件阳极连接，第二开通电路第二端与可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端、第二关断电路第一端连接，电压采样模块第一端与第二开通电路第一端、可关断晶闸管器件阳极连接，电压采样模块第二端与第一开通电路第二端、第二关断电路第二端、可关断晶闸管器件阴极连接，或电压采样模块第二端与第一开通电路第一端、第二关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极连接。 3.根据权利要求1所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，可关断晶闸管器件包括集成门极换流晶闸管、门极关断晶闸管或超级门极关断晶闸管。 4.根据权利要求2所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，可关断晶闸管器件包括发射极换流晶闸管或集成发射极换流晶闸管。 5.根据权利要求1所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第二开通电路包括第一BOD组件；其中，第一BOD组件阳极与可关断晶闸管器件阳极连接，第一BOD组件阴极与可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端、第一关断电路第一端连接。 6.根据权利要求1所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第二开通电路包括第一晶闸管和稳压管组件；其中，第一晶闸管阴极与第一关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端连接，第一晶闸管阳极与稳压管组件阴极、可关断晶闸管器件阳极、电压采样模块第一端连接，稳压管组件阳极与第一晶闸管门极连接。 7.根据权利要求1所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第二开通电路包括第一阀组至第N阀组，N为大于1的正整数，每个阀组均包括并联的第二BOD组件和均压电阻；其中，第一阀组中的第二BOD组件阴极与第一关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端连接，第一阀组中的第二BOD组件阳极与第二阀组中的第二BOD组件阴极连接，第N-1阀组中的第二BOD组件阳极与第N阀组中的第二BOD组件阴极连接，第N阀组中的第二BOD组件阳极与可关断晶闸管器件阳极、电压采样模块第一端连接。 8.根据权利要求1所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第二开通电路包括串联的第三BOD组件和限流电阻。 9.根据权利要求8所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第三BOD组件的阴极与第一关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端连接，第三BOD组件的阳极与限流电阻第一端连接，限流电阻第二端与可关断晶闸管器件阳极、电压采样模块第一端连接；或，第三BOD组件的阳极与可关断晶闸管器件阳极、电压采样模块第一端连接，第三BOD组件的阴极与限流电阻第二端连接，限流电阻第一端与第一关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端连接。 10.根据权利要求2所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第二开通电路包括第一BOD组件；其中，第一BOD组件阳极与可关断晶闸管器件阳极连接，第一BOD组件阴极与可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端、第二关断电路第一端连接。 11.根据权利要求2所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第二开通电路包括第一晶闸管和稳压管组件；其中，第一晶闸管阴极与第二关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端连接，第一晶闸管阳极与稳压管组件阴极、可关断晶闸管器件阳极、电压采样模块第一端连接，稳压管组件阳极与第一晶闸管门极连接。 12.根据权利要求2所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第二开通电路包括第一阀组至第N阀组，N为大于1的正整数，每个阀组均包括并联的第二BOD组件和均压电阻；其中，第一阀组中的第二BOD组件阴极与第二关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端连接，第一阀组中的第二BOD组件阳极与第二阀组中的第二BOD组件阴极连接，第N-1阀组中的第二BOD组件阳极与第N阀组中的第二BOD组件阴极连接，第N阀组中的第二BOD组件阳极与可关断晶闸管器件阳极、电压采样模块第一端连接。 13.根据权利要求2所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第二开通电路包括串联的第三BOD组件和限流电阻。 14.根据权利要求13所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第三BOD组件的阴极与第二关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端连接，第三BOD组件的阳极与限流电阻第一端连接，限流电阻第二端与可关断晶闸管器件阳极、电压采样模块第一端连接；或，第三BOD组件的阳极与可关断晶闸管器件阳极、电压采样模块第一端连接，第三BOD组件的阴极与限流电阻第二端连接，限流电阻第一端与第二关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端连接。 15.根据权利要求1-14任一所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第一电压阈值低于可关断晶闸管器件阳极击穿电压阈值，第二电压阈值、第三电压阈值均低于第一电压阈值。 16.根据权利要求5或10所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第一BOD组件击穿电压等于第一电压阈值。 17.根据权利要求6或11所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，稳压管组件整体击穿电压等于第一电压阈值。 18.根据权利要求7或12所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，均压电阻的阻值与第二BOD组件的击穿电压成正比，第一阀组至第N阀组中的第二BOD组件的击穿电压之和等于第一电压阈值。 19.根据权利要求8或13所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路，其特征在于，第三BOD组件击穿电压等于第一电压阈值。 20.一种可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：电压采样模块采集可关断晶闸管器件阳极与阴极之间的第一电压，或采集可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压，当第一电压高于第二电压阈值或第二电压高于第三电压阈值时，向关断电路、第一开通电路发送控制指令；关断电路根据控制指令，实现可关断晶闸管器件门极与发射极之间的换流；第一开通电路根据控制指令，触发可关断晶闸管器件开通；第二开通电路，当可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压高于第一电压阈值时，触发可关断晶闸管器件开通；关断电路包括第一关断电路；其中，可关断晶闸管器件发射极与阴极连接，第一关断电路第一端与可关断晶闸管器件门极连接，第一关断电路第二端与可关断晶闸管器件阴极连接；第一开通电路和第一关断电路并联；第二开通电路第一端与可关断晶闸管器件阳极连接，第二开通电路第二端与可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端、第一关断电路第一端连接；电压采样模块第一端与第二开通电路第一端、可关断晶闸管器件阳极连接，电压采样模块第二端与第一开通电路第二端、第一关断电路第二端、可关断晶闸管器件阴极连接，或电压采样模块第二端与第一开通电路第一端、第一关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极连接。 21.一种可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：电压采样模块采集可关断晶闸管器件阳极与阴极之间的第一电压，或采集可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压，当第一电压高于第二电压阈值或第二电压高于第三电压阈值时，向关断电路、第一开通电路发送控制指令；关断电路根据控制指令，实现可关断晶闸管器件门极与发射极之间的换流；第一开通电路根据控制指令，触发可关断晶闸管器件开通；第二开通电路，当可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压高于第一电压阈值时，触发可关断晶闸管器件开通；关断电路包括第二关断电路和第三关断电路，其中，第三关断电路第一端与可关断晶闸管器件发射极连接，第三关断电路第二端与可关断晶闸管器件阴极连接，第二关断电路第一端与可关断晶闸管器件门极连接，第二关断电路第二端与可关断晶闸管器件阴极连接；第一开通电路和第二关断电路并联；第二开通电路第一端与可关断晶闸管器件阳极连接，第二开通电路第二端与可关断晶闸管器件门极、第一开通电路第一端、第二关断电路第一端连接，电压采样模块第一端与第二开通电路第一端、可关断晶闸管器件阳极连接，电压采样模块第二端与第一开通电路第二端、第二关断电路第二端、可关断晶闸管器件阴极连接，或电压采样模块第二端与第一开通电路第一端、第二关断电路第一端、可关断晶闸管器件门极连接。 22.根据权利要求20所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，可关断晶闸管器件包括集成门极换流晶闸管、门极关断晶闸管或超级门极关断晶闸管。 23.根据权利要求21所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，可关断晶闸管器件包括可关断晶闸管器件包括发射极换流晶闸管或集成发射极换流晶闸管。 24.根据权利要求22所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，过压保护电路的控制方法用于以下工况：第一工况，第一关断电路、第一开通电路、电压采样模块全部带电；第二工况，第一关断电路不带电，第一开通电路和电压采样模块带电；第三工况，第一关断电路和第一开通电路不带电，电压采样模块带电；第四工况，第一关断电路、第一开通电路、电压采样模块全部不带电。 25.根据权利要求24所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第一工况中，当电压采样模块检测到第一电压高于第二电压阈值，或检测到第二电压高于第三电压阈值时，控制第一关断电路撤除反压，同时电压采样模块控制第一开通电路向可关断晶闸管器件门极注入电流触发信号，之后可关断晶闸管器件触发开通，可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压不超过第一电压阈值，第二开通电路不动作。 26.根据权利要求24所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第二工况中，当电压采样模块检测到第一电压高于第二电压阈值，或检测到第二电压高于第三电压阈值时，第一关断电路不动作；同时电压采样模块控制第一开通电路向可关断晶闸管器件门极注入电流触发信号，之后可关断晶闸管器件触发开通，可关断晶闸管器件阳极与门极之间的第二电压不超过第一电压阈值，第二开通电路不动作。 27.根据权利要求24所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第三工况中，当电压采样模块检测到第一电压高于第二电压阈值，或检测到第二电压高于第三电压阈值时，第一关断电路和第一开通电路均不动作，此时第一关断电路无法施加反压；当第二电压超过第一电压阈值，第二开通电路动作并产生电流触发信号，触发可关断晶闸管器件开通。 28.根据权利要求24所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第四工况中，第一关断电路、第一开通电路、电压采样模块均不动作，当第二电压超过第一电压阈值，第二开通电路动作并产生电流触发信号，触发可关断晶闸管器件开通。 29.根据权利要求23所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，过压保护电路的控制方法用于以下工况：第五工况，第一开通电路、电压采样模块、第二关断电路、第三关断电路全部带电；第六工况，第一开通电路不带电，电压采样模块、第二关断电路、第三关断电路带电；第七工况，电压采样模块带电，第一开通电路、第二关断电路、第三关断电路不带电；第八工况，第一开通电路、电压采样模块、第二关断电路、第三关断电路全部不带电。 30.根据权利要求29所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第五工况中，当电压采样模块检测到第一电压高于第二电压阈值，或检测到第二电压高于第三阈值时，控制第二关断电路断开，控制第三关断电路闭合，同时控制第一开通电路向可关断晶闸管器件门极注入电流触发信号，之后可关断晶闸管器件触发开通，第二电压不超过第一电压阈值，第二开通电路不动作。 31.根据权利要求29所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第六工况中，当电压采样模块检测到第一电压高于第二电压阈值，或检测到第二电压高于第三电压阈值时，控制第二关断电路断开，控制第三关断电路闭合，第一开通电路不动作，第二电压超过第一电压阈值时，第二开通电路动作并产生电流触发信号，之后可关断晶闸管器件触发开通。 32.根据权利要求29所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第七工况中，当电压采样模块检测到第一电压高于第二电压阈值，或检测到第二电压高于第三电压阈值时，第二关断电路、第三关断电路和第一开通电路均不动作；当第二电压超过第一电压阈值，第二开通电路动作并产生电流触发信号，之后可关断晶闸管器件触发开通。 33.根据权利要求29所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第八工况中，第一开通电路、电压采样模块、第二关断电路、第三关断电路均不动作，当第二电压超过第一电压阈值，第二开通电路动作并产生电流触发信号，之后可关断晶闸管器件触发开通。 34.根据权利要求29-33任一所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，在失电时第二关断电路保持常断状态；在失电时第三关断电路保持常通状态；或在失电时当第三关断电路承受正压时可变为导通状态。 35.根据权利要求20-33任一所述的可关断晶闸管器件的过压保护电路的控制方法，其特征在于，第一电压阈值低于可关断晶闸管器件阳极击穿电压阈值，第二电压阈值、第三电压阈值均低于第一电压阈值。