一種可調(diào)直流電容放電裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)直流電容放電裝置，屬于電氣自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域。本裝置包括可調(diào)放電控制器，一個(gè)放電電阻，一個(gè)續(xù)流二極管，第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，第一穩(wěn)壓管，第二穩(wěn)壓管，第三穩(wěn)壓管，第四穩(wěn)壓管，第一二極管，第二二極管，第三二極管，第一限流電阻，第二限流電阻，第一門(mén)極電阻，第二門(mén)極電阻和一個(gè)箝位電容。采用本實(shí)用新型因此的放電裝置，使得在直流電壓較高時(shí)，可采用較低耐壓的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)可調(diào)直流電容放電裝置，以便降低放電裝置的成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種可調(diào)直流電容放電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)直流電容放電裝置，屬于電氣自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電壓源變流模塊在各種大容量變流器裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，例如，兩電平H橋電壓源變流模塊和三電平H橋電壓源變流模塊在基于鏈?zhǔn)阶兞髌鞯母邏鹤冾l調(diào)速器和新型靜止同步補(bǔ)償器中得到了廣泛應(yīng)用，兩電平MMC電壓源變流模塊和三電平MMC電壓源變流模塊在柔性直流輸電裝置中得到了廣泛應(yīng)用，等等。
[0003]這些電壓源變流模塊在正常運(yùn)行或正常工作驅(qū)動(dòng)脈沖閉鎖后都可能面臨直流側(cè)電容電壓的平衡問(wèn)題或自動(dòng)控制直流側(cè)電容快速放電問(wèn)題。采用可調(diào)的直流電容放電裝置并接在直流電容兩端可以實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電容電壓的平衡控制和自動(dòng)控制直流側(cè)電容快速放電。但是當(dāng)直流電壓較高時(shí)，采用較高耐壓的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)可調(diào)直流電容放電裝置會(huì)面臨成本太高的問(wèn)題，因此有必要采用較低耐壓的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)可調(diào)直流電容放電裝置，以便降低裝置成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提出一種可調(diào)直流電容放電裝置，改變已有可調(diào)直流電容放電裝置的結(jié)構(gòu)，采用較低耐壓半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件實(shí)現(xiàn)可調(diào)直流電容放電裝置，解決采用較高耐壓半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，以降低可調(diào)直流電容放電裝置面臨的高成本問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型提出的可調(diào)直流電容放電裝置，包括一個(gè)可調(diào)放電控制器，一個(gè)放電電阻，一個(gè)續(xù)流二極管，第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，第一穩(wěn)壓管，第二穩(wěn)壓管，第三穩(wěn)壓管，第四穩(wěn)壓管，第一二極管，第二二極管，第三二極管，第一限流電阻，第二限流電阻，第一門(mén)極電阻，第二門(mén)極電阻，一個(gè)箝位電容；所述的放電電阻的一端和所述的續(xù)流二極管的陰極相連接作為所述的可調(diào)直流電容放電裝置的正輸入端，所述的放電電阻的另一端連接到第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的集電極以及所述的續(xù)流二極管的陽(yáng)極；第一限流電阻的一端和所述的可調(diào)放電控制器的正極端一起連接到所述的可調(diào)直流電容放電裝置的正輸入端；所述的第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的發(fā)射極和所述的第二穩(wěn)壓管的陽(yáng)極以及所述的第三穩(wěn)壓管的陽(yáng)極連接到一起，作為所述的可調(diào)直流電容放電裝置的負(fù)輸入端；所述的第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的發(fā)射極和所述的第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的集電極相連接，并連接到所述的第一穩(wěn)壓管的陽(yáng)極、第三二極管的陽(yáng)極以及第二門(mén)極電阻的一端；所述的第二門(mén)極電阻的另一端與所述的第一穩(wěn)壓管的陰極相連接，并連接到所述的第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的門(mén)極和所述的第一門(mén)極電阻的一端；所述的第一門(mén)極電阻的另一端連接到所述的第一限流電阻的另一端以及所述的第一二極管的陰極，并同時(shí)連接到所述的第二二極管的陰極以及所述的第四穩(wěn)壓管的陰極；所述的第二二極管的陽(yáng)極和所述的第三二極管的陰極以及所述的箝位電容的一端相連接，所述的箝位電容的另一端與所述的第四穩(wěn)壓管的陽(yáng)極和所述的可調(diào)放電控制器的負(fù)極端相連接，再連接到所述的可調(diào)直流電容放電裝置的負(fù)輸入端；所述的第二限流電阻的一端連接到所述的第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的集電極，所述的第二限流電阻的另一端連接到所述的第三穩(wěn)壓管的陰極以及所述的可調(diào)放電控制器的狀態(tài)輸入端；所述的可調(diào)放電控制器的控制電源正端連接到所述的第一二極管的陽(yáng)極；所述的可調(diào)放電控制器的控制端連接到所述的第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的門(mén)極以及所述的第二穩(wěn)壓管的陰極。
[0006]本實(shí)用新型提出的可調(diào)直流電容放電裝置，當(dāng)直流電壓較高時(shí)，采用了較低耐壓的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)可調(diào)直流電容放電裝置，從而大大降低了可調(diào)直流電容放電裝置的成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型提出的可調(diào)直流電容放電裝置的電路圖。
[0008]圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中可調(diào)放電控制器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本實(shí)用新型提出的可調(diào)直流電容放電裝置，其電路圖如圖1所示，圖1中，虛線(xiàn)框外是本實(shí)用新型的可調(diào)直流電容放電裝置對(duì)直流電容放電時(shí)的應(yīng)用接線(xiàn)圖。
[0010]本實(shí)用新型提出的可調(diào)直流電容放電裝置，包括:可調(diào)放電控制器(1)，一個(gè)放電電阻(2) RD，一個(gè)續(xù)流二極管(3) DD，第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(4) SI，第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(5) S2，第一穩(wěn)壓管(6) Zl，第二穩(wěn)壓管(7) Z2，第三穩(wěn)壓管(8) Z3，第四穩(wěn)壓管(9) ZD，第一二極管(10)D1，第二二極管(11)D2，第三二極管(12)D3，第一限流電阻(13)R1，第二限流電阻(14)R3，第一門(mén)極電阻(15) R2，第二門(mén)極電阻(16) RG，一個(gè)箝位電容(17) Cl。
[0011]放電電阻RD的一端與續(xù)流二極管DD的陰極相連接作為可調(diào)直流電容放電裝置的正輸入端DC+，放電電阻RD的另一端連接到第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)SI的集電極以及續(xù)流二極管DD的陽(yáng)極；第一限流電阻Rl的一端和可調(diào)放電控制器的正極端V+ —起連接到可調(diào)直流電容放電裝置的正輸入端DC+ ;第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)S2的發(fā)射極和第二穩(wěn)壓管Z2的陽(yáng)極以及第三穩(wěn)壓管Z3的陽(yáng)極連接到一起，作為可調(diào)直流電容放電裝置的負(fù)輸入端DC-;第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)SI的發(fā)射極和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)S2的集電極相連接，并連接到第一穩(wěn)壓管Zl的陽(yáng)極、第三二極管D3的陽(yáng)極以及第二門(mén)極電阻RG的一端；第二門(mén)極電阻RG的另一端與第一穩(wěn)壓管Zl的陰極相連接，并連接到第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)SI的門(mén)極和第一門(mén)極電阻R2的一端；R2的另一端連接到第一限流電阻Rl的另一端以及第一二極管Dl的陰極，并同時(shí)連接到第二二極管D2的陰極以及第四穩(wěn)壓管ZD的陰極；第二二極管D2的陽(yáng)極和第三二極管D3的陰極以及箝位電容Cl的一端相連接，箝位電容Cl的另一端與第四穩(wěn)壓管ZD的陽(yáng)極和可調(diào)放電控制器的負(fù)極端GND相連接，再連接到可調(diào)直流電容放電裝置的負(fù)輸入端DC-;第二限流電阻R3的一端連接到第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)SI的集電極，第二限流電阻R3的另一端連接到第三穩(wěn)壓管Z3的陰極以及可調(diào)放電控制器的狀態(tài)輸入端STATUS ;可調(diào)放電控制器的控制電源正端VDD連接到第一二極管Dl的陽(yáng)極；可調(diào)放電控制器的控制端PWM連接到第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)S2的門(mén)極以及第二穩(wěn)壓管Z2的陰極。
[0012]本實(shí)用新型提出的可調(diào)直流電容放電裝置，其工作原理是:可調(diào)放電控制器根據(jù)采集到的直流電容電壓及來(lái)自外部輸入的其他放電指令信號(hào)生成控制信號(hào)通過(guò)其控制端PWM控制S2的開(kāi)關(guān)，S2開(kāi)通會(huì)導(dǎo)致SI門(mén)極得到高電平開(kāi)通信號(hào)同時(shí)開(kāi)通，而S2關(guān)斷后會(huì)因?yàn)槠浼姌O電壓的升高導(dǎo)致SI也同時(shí)關(guān)斷，因此，SI和S2形成了串聯(lián)運(yùn)行連接關(guān)系。通過(guò)R3和Z3可以將S1/S2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)返回給可調(diào)放電控制的狀態(tài)輸入端STATUS，用于檢測(cè)S1/S2的工作是否正常。S1/S2可以使用任何可關(guān)斷半導(dǎo)體器件，其內(nèi)部也可以集成反
并聯(lián)二極管。
[0013]本實(shí)用新型的可調(diào)直流電容放電裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所用的可調(diào)放電控制器構(gòu)成原理圖見(jiàn)圖2.[0014]圖2中，外部光纖傳送來(lái)的直流電壓參考信號(hào)被光纖接收器接收后送到FPGA芯片解壓成直流電壓參考信號(hào)，直流電容電壓V+/GND被電阻R1/R2分壓后送到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并被FPGA芯片讀取，F(xiàn)PGA芯片內(nèi)的程序計(jì)算直流電容電壓和直流參考電壓的差值并根據(jù)這個(gè)差值產(chǎn)生PWM信號(hào)，差值越大，PWM信號(hào)導(dǎo)通占空比越大，電阻放電時(shí)間越長(zhǎng)，使得電容電壓越接近直流參考電壓值。PWM信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片形成PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出。可調(diào)放電裝置中半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)S1/S2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)STATUS返回給FPGA芯片作為放電裝置是否正常工作的監(jiān)測(cè)信號(hào)，F(xiàn)PGA芯片通過(guò)比較STATUS信號(hào)是否和PWM信號(hào)一致來(lái)判斷可調(diào)放電裝置工作是否正常。A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA芯片及光纖接收器的工作電源來(lái)自DC/DC穩(wěn)壓電源輸出VCC/GND，驅(qū)動(dòng)芯片工作電源及輸出電源VDD/GND來(lái)自DC/DC穩(wěn)壓電源輸出+15V/GND。光纖接收芯片可用AVAGO公司的HFBR2521，A/D轉(zhuǎn)換器可用TI公司的TLC0820AIN，F(xiàn)PGA芯片可用XILINX公司的XC3S100E-4TQ144I，驅(qū)動(dòng)芯片可用TI公司的IXDN402SI，DC/DC穩(wěn)壓電源可用任何滿(mǎn)足性能指標(biāo)的穩(wěn)壓電源產(chǎn)品。
[0015]按以上原理，本實(shí)用新型電路也可以擴(kuò)展到更多半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)串聯(lián)，來(lái)實(shí)現(xiàn)更高電壓的直流電容放電。任何基于本實(shí)用新型所作的等效變換電路，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)直流電容放電裝置，其特征在于:該裝置包括一個(gè)可調(diào)放電控制器，一個(gè)放電電阻，一個(gè)續(xù)流二極管，第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，第一穩(wěn)壓管，第二穩(wěn)壓管，第三穩(wěn)壓管，第四穩(wěn)壓管，第一二極管，第二二極管，第三二極管，第一限流電阻，第二限流電阻，第一門(mén)極電阻，第二門(mén)極電阻，一個(gè)箝位電容；所述的放電電阻的一端和所述的續(xù)流二極管的陰極相連接作為所述的可調(diào)直流電容放電裝置的正輸入端，所述的放電電阻的另一端連接到第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的集電極以及所述的續(xù)流二極管的陽(yáng)極；第一限流電阻的一端和所述的可調(diào)放電控制器的正極端一起連接到所述的可調(diào)直流電容放電裝置的正輸入端；所述的第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的發(fā)射極和所述的第二穩(wěn)壓管的陽(yáng)極以及所述的第三穩(wěn)壓管的陽(yáng)極連接到一起，作為所述的可調(diào)直流電容放電裝置的負(fù)輸入端；所述的第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的發(fā)射極和所述的第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的集電極相連接，并連接到所述的第一穩(wěn)壓管的陽(yáng)極、第三二極管的陽(yáng)極以及第二門(mén)極電阻的一端；所述的第二門(mén)極電阻的另一端與所述的第一穩(wěn)壓管的陰極相連接，并連接到所述的第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的門(mén)極和所述的第一門(mén)極電阻的一端；所述的第一門(mén)極電阻的另一端連接到所述的第一限流電阻的另一端以及所述的第一二極管的陰極，并同時(shí)連接到所述的第二二極管的陰極以及所述的第四穩(wěn)壓管的陰極；所述的第二二極管的陽(yáng)極和所述的第三二極管的陰極以及所述的箝位電容的一端相連接，所述的箝位電容的另一端與所述的第四穩(wěn)壓管的陽(yáng)極和所述的可調(diào)放電控制器的負(fù)極端相連接，再連接到所述的可調(diào)直流電容放電裝置的負(fù)輸入端；所述的第二限流電阻的一端連接到所述的第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的集電極，所述的第二限流電阻的另一端連接到所述的第三穩(wěn)壓管的陰極以及所述的可調(diào)放電控制器的狀態(tài)輸入端；所述的可調(diào)放電控制器的控制電源正端連接到所述的第一二極管的陽(yáng)極；所述的可調(diào)放電控制器的控制端連接到所述的第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的門(mén)極以及所述的第二穩(wěn)壓管的陰極。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK203504400SQ201320637563
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】劉文華, 宋強(qiáng), 陳遠(yuǎn)華, 李建國(guó), 劉文輝 申請(qǐng)人:張家港智電西威變流技術(shù)有限公司