本发明涉及直流断路器用二极管桥型电力电子开关领域，特别是涉及一种基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关。
背景技术：
1、直流断路器是一种能够快速清除直流故障的关键直流装备，已被广泛应用于保障直流电网的安全运行。无论是固态断路器还是混合式断路器，电力电子开关都是负责开断故障电流的核心部件。因此，通过关联和组合不同的电力电子器件、缓冲电路和金属氧化物电阻器(mov)，构建经济高效的双向电力电子开关拓扑结构至关重要。
2、通常，在实践中常用两种类型的双向电力电子开关：反串联拓扑和二极管桥拓扑。对于反串联拓扑，虽然它解决了电力电子开关中的双向可控性问题，但它需要两倍的组件数量，因此技术经济性较差。对于二极管桥拓扑，如果四个桥臂二极管的成本与全控型电力电子器件相比足够低，则二极管桥型电力电子开关被认为是最具经济效应的拓扑。然而，考虑到全控型电力电子器件完成快速关断操作后，桥臂二极管可能需要承受严重的瞬态恢复应力。在传统的工程项目中，根据经验需要使用四个昂贵的快速恢复二极管来构建二极管桥结构。同时，由于四个快速恢复二极管的成本已经接近一个全控型电力电子器件，因此二极管桥拓扑的成本效益并没有得到充分体现。
3、针对上述问题，清华大学创造性地尝试使用低成本标的准恢复二极管来构建二极管桥型电力电子开关。在相关的实验研究中，首次发现了桥臂二极管复杂而危险的自振荡现象，这本质上被认为是桥臂二极管的瞬态恢复过程引起的。然后，为了减小桥臂二极管的瞬态应力，提出了将r-c缓冲电路(或mov-c缓冲电路)和耗能mov同时布置在二极管桥结构外侧的优化拓扑方案。但是，与r-c-d缓冲电路相比，使用r-c或mov-c缓冲电路不可避免地会导致全控型电力电子器件在关断极大过载电流时产生更高的瞬态应力和潜在的失效风险。虽然此解决方案有效降低了桥臂二极管的成本，但更大的瞬态关断应力要求全控型电力电子器件选择更大的容量，无形中又增加了全控型电力电子器件的成本。
4、综上，由于全控型电力电子器件的关断应力和桥臂二极管的恢复应力在二极管桥电力电子开关中呈现出难以调和的矛盾，现有二极管桥电力电子开关解决方案的经济性均并不理想。同时，无论哪种类型的暂态应力未得到有效优化，都将导致相应组件的成本增加，进而影响二极管桥型电力电子开关的整体造价成本。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，可显著降低二极管桥型电力电子开关的整体成本。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，所述电力电子开关包括：二极管桥、全控型电力电子器件、r-c-d缓冲电路、金属氧化物压敏电阻和r-c阻尼电路。二极管桥由四个桥臂二极管构成；每个桥臂的负极均与全控型电力电子器件的集电极连接，每个桥臂的正极均与全控型电力电子器件的发射极连接；r-c-d缓冲电路与全控型电力电子器件的集电极和发射极并联；金属氧化物压敏电阻的一端和r-c阻尼电路的一端均与二极管桥中一个桥臂的中点连接，金属氧化物压敏电阻的另一端和r-c阻尼电路的另一端均与二极管桥中另一个桥臂的中点连接。
4、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
5、本发明实施例的一种基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，采用4个低成本的桥臂二极管构成二极管桥，r-c-d缓冲电路有效地降低了全控型电力电子器件的瞬态关断应力，加装的低成本r-c阻尼电路与布置于二极管桥外侧的金属氧化物压敏电阻降低了桥臂二极管的恢复应力，解决了在传统二极管桥电力电子开关中关断应力与恢复应力呈现出的难以调和的矛盾。与现有方案相比，在相同的开断容量下，本发明通过优化直流开断过程中全控型电力电子器件与桥臂二极管的综合瞬态应力，显著降低了二极管桥型电力电子开关的整体成本。
1.一种基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，其特征在于，所述电力电子开关包括：二极管桥、全控型电力电子器件、r-c-d缓冲电路、金属氧化物压敏电阻和r-c阻尼电路；
2.根据权利要求1所述的基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，其特征在于，所述r-c-d缓冲电路包括：快恢复二极管、缓冲电阻和缓冲电容；
3.根据权利要求2所述的基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，其特征在于，所述电力电子开关还包括：均压电阻；
4.根据权利要求2所述的基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，其特征在于，所述二极管桥包括：第一桥臂二极管、第二桥臂二极管、第三桥臂二极管和第四桥臂二极管；
5.根据权利要求4所述的基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，其特征在于，在所述电力电子开关需要承载电流时，给全控型电力电子器件的门极施加正压驱动信号；
6.根据权利要求4所述的基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，其特征在于，在所述电力电子开关需要关断电流时，给全控型电力电子器件的门极施加负压驱动信号；
7.根据权利要求1所述的基于桥臂二极管的直流断路器用电力电子开关，其特征在于，所述r-c阻尼电路包括：阻尼电容和阻尼电阻；
