直流母線電容的均壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電容均壓技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直流母線電容的均壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展趨勢是高電壓、大容量和高頻化。在越來越多的情況下， 輸入側(cè)的電容需要選用容值較大、耐壓值較高的電容。鋁電解電容由于電容量大、價格便宜 而受到廣泛使用，但由于其最高耐壓值為450V，因此在輸入側(cè)的電壓較高時一般會將兩個 或者多個鋁電解電容串聯(lián)使用。
[0003] 但是由于電容在制造和使用過程中很難保證其參數(shù)完全一致，很小的容值或漏電 流的差異都會導致電容兩端的電壓不一致。如果各電容上的電壓差異很大，不但會縮短電 容的使用壽命，嚴重時會導致電容損壞，影響與電容并聯(lián)的其它電路，因此，在實際使用中， 一般會采用一些均壓方法以保證各電容上的電壓相等。
[0004] 例如，可以通過在每個串聯(lián)電容上并聯(lián)電阻進行均壓，但是該方法會降低變換器 的效率并且發(fā)熱明顯，使環(huán)境溫度升高，不利于變換器工作。另外，可以加入鉗位電路以保 證電容上的電壓不超過其額定電壓，但是該方法并不能實現(xiàn)電容的均壓。此外，還有一些變 換器通過加入一些控制策略來實現(xiàn)均壓，但這些方法通常需要采集電容的偏差電壓而且控 制方法復雜，不具備通用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0006] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種直流母線電容的均壓裝置，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對直 流母線電容的均壓，而且能量損耗低。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提出了一種直流母線電容的均壓裝置，所述直 流母線電容包括N個串聯(lián)的電容，其中，N為大于1的整數(shù)，所述均壓裝置包括：N個LLC諧 振變換器，所述N個串聯(lián)的電容與所述N個LLC諧振變換器一一對應相連，所述N個LLC諧 振變換器的輸出端并聯(lián)，其中，所述N個LLC諧振變換器均工作在各自的串聯(lián)諧振點；Buck 電路，所述Buck電路與所述N個LLC諧振變換器的輸出端相連，所述Buck電路用于對所述 N個LLC諧振變換器進行閉環(huán)調(diào)節(jié)以輸出穩(wěn)定的直流電壓。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實施例的直流母線電容的均壓裝置，N個LLC諧振變換器均工作在各 自的串聯(lián)諧振點，Buck電路對N個LLC諧振變換器進行閉環(huán)調(diào)節(jié)以輸出穩(wěn)定的直流電壓。 因此，本發(fā)明實施例的直流母線電容的均壓裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對直流母線電容的均壓，而 且能量損耗低，其電路輸出可作為輔助供電系統(tǒng)使用。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過調(diào)節(jié)所述每個LLC諧振變換器中開關(guān)管的工作頻 率以使所述N個LLC諧振變換器工作在所述串聯(lián)諧振點，所述串聯(lián)諧振點的頻率為第一開 關(guān)頻率。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述N個LLC諧振變換器的電路結(jié)構(gòu)相同，其中，單個 LLC諧振變換器包括：串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，所述第一開關(guān)管的第一端為所述 單個LLC諧振變換器的第一輸入端，所述第一開關(guān)管的第二端與所述第二開關(guān)管的第一端 相連，所述第二開關(guān)管的第二端為所述單個LLC諧振變換器的第二輸入端，所述第一開關(guān) 管的第二端與所述第二開關(guān)管的第一端之間具有第一節(jié)點；諧振電感，所述諧振電感的一 端與所述第一節(jié)點相連；諧振電容，所述諧振電容的一端與所述第二開關(guān)管的第二端相連； 激磁電感，所述激磁電感的一端與所述諧振電感的另一端相連，所述激磁電感的另一端與 所述諧振電容的另一端相連；副邊帶中心抽頭的變壓器，變壓器原邊的一端與所述激磁電 感的一端的相連，所述變壓器原邊的另一端與所述激磁電感的另一端的相連；第一二極管， 所述第一二極管的陽極與變壓器副邊的一端相連；第二二極管，所述第二二極管的陽極與 所述變壓器副邊的另一端相連；第一電容，所述第一電容的一端分別與所述第一二極管的 陰極和所述第二二極管的陰極相連，并作為所述單個LLC諧振變換器的第一輸出端，所述 第一電容的另一端與所述變壓器的中心抽頭相連后接地，并作為所述單個LLC諧振變換器 的第二輸出端。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一開關(guān)頻率根據(jù)以下述公式獲得：
【主權(quán)項】
1. 一種直流母線電容的均壓裝置，其特征在于，所述直流母線電容包括N個串聯(lián)的電 容，其中，N為大于1的整數(shù)，所述均壓裝置包括： N個LLC諧振變換器，所述N個串聯(lián)的電容與所述N個LLC諧振變換器一一對應相連， 所述N個LLC諧振變換器的輸出端并聯(lián)，其中，所述N個LLC諧振變換器均工作在各自的串 聯(lián)諧振點； Buck電路，所述Buck電路與所述N個LLC諧振變換器的輸出端相連，所述Buck電路用 于對所述N個LLC諧振變換器進行閉環(huán)調(diào)節(jié)以輸出穩(wěn)定的直流電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的直流母線電容的均壓裝置，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述每個LLC 諧振變換器中開關(guān)管的工作頻率以使所述N個LLC諧振變換器工作在所述串聯(lián)諧振點，所 述串聯(lián)諧振點的頻率為第一開關(guān)頻率。
3. 如權(quán)利要求2所述的直流母線電容的均壓裝置，其特征在于，所述N個LLC諧振變換 器的電路結(jié)構(gòu)相同，其中，單個LLC諧振變換器包括： 串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，所述第一開關(guān)管的第一端為所述單個LLC諧振變換 器的第一輸入端，所述第一開關(guān)管的第二端與所述第二開關(guān)管的第一端相連，所述第二開 關(guān)管的第二端為所述單個LLC諧振變換器的第二輸入端，所述第一開關(guān)管的第二端與所述 第二開關(guān)管的第一端之間具有第一節(jié)點； 諧振電感，所述諧振電感的一端與所述第一節(jié)點相連； 諧振電容，所述諧振電容的一端與所述第二開關(guān)管的第二端相連； 激磁電感，所述激磁電感的一端與所述諧振電感的另一端相連，所述激磁電感的另一 端與所述諧振電容的另一端相連； 副邊帶中心抽頭的變壓器，變壓器原邊的一端與所述激磁電感的一端的相連，所述變 壓器原邊的另一端與所述激磁電感的另一端的相連； 第一二極管，所述第一二極管的陽極與變壓器副邊的一端相連； 第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述變壓器副邊的另一端相連； 第一電容，所述第一電容的一端分別與所述第一二極管的陰極和所述第二二極管的陰 極相連，并作為所述單個LLC諧振變換器的第一輸出端，所述第一電容的另一端與所述變 壓器的中心抽頭相連后接地，并作為所述單個LLC諧振變換器的第二輸出端。
4. 如權(quán)利要求3所述的直流母線電容的均壓裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)頻率根 據(jù)以下述公式獲得： ，rl = 1 / 2疋猛 其中，4為所述第一開關(guān)頻率，k為所述諧振電感的電感值，Q為所述諧振電容的電 容值。
5. 如權(quán)利要求1所述的直流母線電容的均壓裝置，其特征在于，所述N個串聯(lián)的電容均 為電解電容。
6. 如權(quán)利要求1所述的直流母線電容的均壓裝置，其特征在于，所述Buck電路具體包 括： 功率開關(guān)管，所述功率開關(guān)管的第一端為所述Buck電路的第一輸入端； 二極管，所述二極管的陰極與所述功率開關(guān)管的第二端相連，所述二極管的陽極為所 述Buck電路的第二輸入端和所述Buck電路的第一輸出端； 電感，所述電感的一端分別與所述功率開關(guān)管的第二端和所述二極管的陰極相連，所 述電感的另一端為所述Buck電路的第二輸出端； 電容，所述電容的一端與所述電感的另一端相連，所述電容的另一端與所述二極管的 陽極相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流母線電容的均壓裝置，直流母線電容包括N個串聯(lián)的電容，其中，N為大于1的整數(shù)，均壓裝置包括：N個LLC諧振變換器，N個串聯(lián)的電容與N個LLC諧振變換器一一對應相連，N個LLC諧振變換器的輸出端并聯(lián)，其中，N個LLC諧振變換器均工作在各自的串聯(lián)諧振點；Buck電路，Buck電路與N個LLC諧振變換器的輸出端相連，Buck電路用于對N個LLC諧振變換器進行閉環(huán)調(diào)節(jié)以輸出穩(wěn)定的直流電壓。該均壓裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對直流母線電容的均壓，而且能量損耗低。
【IPC分類】H02M3-335, H02M1-34
【公開號】CN104734483
【申請?zhí)枴緾N201510107098
【發(fā)明人】郝瑞祥, 賀濤, 游小杰, 李艷, 鄭瓊林, 劉建強, 楊中平, 林飛, 郭希錚, 李虹, 黃先進
【申請人】北京交通大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月11日