一種控制母線直流電容電壓放電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制母線直流電容電壓放電電路，尤其涉及無功補(bǔ)償、有源濾波、變頻器、太陽能逆變器等變流器的母線直流電容電壓控制放電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子不斷發(fā)展，無功補(bǔ)償SVG、有源濾波、變頻器、太陽能逆變器等變流器在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來越多，而以上幾種變流器都會(huì)應(yīng)用到直流電容作為變流器的中間儲(chǔ)能器件，在平時(shí)生產(chǎn)中難免會(huì)進(jìn)行設(shè)備檢修和維護(hù)，此時(shí)直流電容上儲(chǔ)存的電能，如果沒有有效的放電，會(huì)對(duì)人身造成很大傷害，甚至傷及生命，尤其在煤礦、石油等特殊行業(yè)，設(shè)備在打開前必須放電到安全電壓，否則會(huì)引起瓦斯爆炸，石油爆燃等嚴(yán)重安全事故。所以變流器母線直流電容上的電能在設(shè)備退出工作后，需要有效的控制放電。
[0003]線直流電容上的電能之所以斷電后不會(huì)很快消失，是因?yàn)殡娙葑陨淼募纳娮璺浅Ｐ?，如果只通過自身的寄生電阻來放電，會(huì)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能完成，而我們生產(chǎn)中的檢修和維護(hù)一般要求時(shí)間越短越好，以免影響正常的生產(chǎn)，所以就需要外部人為的接入放電系統(tǒng)，來快速安全的把電容上的儲(chǔ)能電能泄放。
[0004]電容放電電路的目標(biāo)是在設(shè)備停止運(yùn)行后，使其直流電容上的電能，能夠迅速安全的得到泄放。因?yàn)殡娙萆蟽?chǔ)存的是直流電能，如果簡(jiǎn)單地從電容兩端并聯(lián)電阻及接觸器來放電，具體見圖1所示，那么必須要求接觸器是直流接觸器，否則接觸器不能夠有效分?jǐn)?，還容易關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，引起其他安全事故。再者，現(xiàn)有的直流接觸器一般耐壓都不是很高，很難滿足變流器系統(tǒng)直流儲(chǔ)能電容耐電壓能力。即使有耐壓滿足要求的直流接觸器，那么價(jià)格也會(huì)很高，增加制造成本，且體積很大，安裝維護(hù)都不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種控制(無功補(bǔ)償、有源濾波、變頻器、太陽能逆變等變流器的)母線直流電容電壓放電電路，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，可以根據(jù)各種應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行放電電路相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，可以應(yīng)用在各種工況下的變流器母線直流電容放電電路設(shè)計(jì)中。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種控制母線直流電容電壓放電電路，該電路為變流器母線直流電容放電電流的一部分，連接在變流器母線直流電容的正負(fù)極之間；包括8個(gè)串聯(lián)的均壓電阻、6個(gè)串聯(lián)的功率放電電阻、作為放電控制開關(guān)的半導(dǎo)體N-MOS、對(duì)半導(dǎo)體N-MOS進(jìn)行門極鉗位的穩(wěn)壓二極管ZD1、作為強(qiáng)電與弱電隔離器件的光耦、用于驅(qū)動(dòng)光耦的三極管Q1，所述均壓電阻包括均壓電阻R4、均壓電阻R5、均壓電阻R6、均壓電阻R7、均壓電阻R8、均壓電阻R9、均壓電阻RlO和均壓電阻R11，所述功率放電電阻包括功率放電電阻R12、功率放電電阻R13、功率放電電阻R14、功率放電電阻Rl5、功率放電電阻R16和功率放電電阻Rl7 ;所述三極管Ql的集電極連接有上拉電阻Rl，三極管Ql的基極連接有驅(qū)動(dòng)電阻R2，在三極管Ql的基極與發(fā)射極之間并聯(lián)電阻R3，控制信號(hào)1_DIS通過驅(qū)動(dòng)電阻R2接入三極管Ql的基極；所述8個(gè)均壓電阻串聯(lián)后接在母線直流電容的正負(fù)極之間，6個(gè)功率放電電阻串聯(lián)后通過半導(dǎo)體N-MOS接在母線直流電容的正負(fù)極之間，穩(wěn)壓二極管ZDl并聯(lián)在半導(dǎo)體N-MOS門極，光耦驅(qū)動(dòng)電源通過均壓電阻R4分壓得到；
[0008]當(dāng)控制信號(hào)10_DIS為高電平時(shí)，三極管Ql飽和導(dǎo)通，此時(shí)光耦原邊驅(qū)動(dòng)電壓通過三極管Ql接地，無電壓驅(qū)動(dòng)光耦，光耦關(guān)斷，由于半導(dǎo)體N-MOS門極并聯(lián)有穩(wěn)壓管ZD1，因此半導(dǎo)體N-MOS門極通過8個(gè)均壓電阻充電，使得半導(dǎo)體N-MOS驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，6個(gè)功率放電電阻通過半導(dǎo)體N-MOS的導(dǎo)通直接并聯(lián)在母線直流電容的正負(fù)極之間，母線直流電容通過6個(gè)功率放電電阻快速放電，且放電快慢通過6個(gè)功率放電電阻的阻值調(diào)節(jié)。
[0009]有益效果:本發(fā)明提供的控制母線直流電容電壓放電電路，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下特點(diǎn)或優(yōu)勢(shì):1、通過光耦的隔離，使得控制回路與變流器強(qiáng)電主回路有效的隔離，保證了控制回路的安全；2、光耦的驅(qū)動(dòng)電源是通過均壓電阻的分壓得到的，無需額外提供光耦的驅(qū)動(dòng)電源；3、N-MOS管的柵極并聯(lián)了一個(gè)穩(wěn)壓管ZD1，可以保證N-MOS管的柵極電壓不至于高過要求值；4、母線直流電容能否有效控制放電，取決于N-MOS管的可靠導(dǎo)通和關(guān)斷；5、母線直流電容的電壓放電與否是受控制信號(hào)10_DIS控制的；6、母線直流電容電壓是通過功率電阻來放電的；7、控制回路元器件都為電子元器件，可以集成到很小的電路板上，體積非常小。
【附圖說明】
[0010]圖1為傳統(tǒng)的母線直流電容放電電路原理示意圖；
[0011]圖2為控制母線直流電容電壓放電電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0013]如圖2所示為一種控制母線直流電容電壓放電電路，該電路為變流器母線直流電容放電電流的一部分，連接在變流器母線直流電容的正負(fù)極之間；包括8個(gè)串聯(lián)的均壓電阻、6個(gè)串聯(lián)的功率放電電阻、作為放電控制開關(guān)的半導(dǎo)體N-MOS、對(duì)半導(dǎo)體N-MOS進(jìn)行門極鉗位的穩(wěn)壓二極管ZD1、作為強(qiáng)電與弱電隔離器件的光耦、用于驅(qū)動(dòng)光耦的三極管Q1，所述均壓電阻包括均壓電阻R4、均壓電阻R5、均壓電阻R6、均壓電阻R7、均壓電阻R8、均壓電阻R9、均壓電阻RlO和均壓電阻Rl I，所述功率放電電阻包括功率放電電阻Rl2、功率放電電阻Rl3、功率放電電阻R14、功率放電電阻Rl5、功率放電電阻R16和功率放電電阻Rl7 ;所述三極管Ql的集電極連接有上拉電阻R1，三極管Ql的基極連接有驅(qū)動(dòng)電阻R2，在三極管Ql的基極與發(fā)射極之間并聯(lián)電阻R3，控制信號(hào)10_DIS通過驅(qū)動(dòng)電阻R2接入三極管Ql的基極；所述8個(gè)均壓電阻串聯(lián)后接在母線直流電容的正負(fù)極之間，6個(gè)功率放電電阻串聯(lián)后通過半導(dǎo)體N-MOS接在母線直流電容的正負(fù)極之間，穩(wěn)壓二極管ZDl并聯(lián)在半導(dǎo)體N-MOS門極，光耦驅(qū)動(dòng)電源通過均壓電阻R4分壓得到；
[0014]當(dāng)控制信號(hào)10_DIS為高電平時(shí)，三極管Ql飽和導(dǎo)通，此時(shí)光耦原邊驅(qū)動(dòng)電壓通過三極管Ql接地，無電壓驅(qū)動(dòng)光耦，光耦關(guān)斷，由于半導(dǎo)體N-MOS門極并聯(lián)有穩(wěn)壓管ZD1，因此半導(dǎo)體N-MOS門極通過8個(gè)均壓電阻充電，使得半導(dǎo)體N-MOS驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，6個(gè)功率放電電阻通過半導(dǎo)體N-MOS的導(dǎo)通直接并聯(lián)在母線直流電容的正負(fù)極之間，母線直流電容通過6個(gè)功率放電電阻快速放電，且放電快慢通過6個(gè)功率放電電阻的阻值調(diào)節(jié)。
[0015]當(dāng)控制信號(hào)10_DIS為高低電平時(shí)，三極管Ql截止，此時(shí)光耦原邊通過上拉電阻Rl的上拉電壓驅(qū)動(dòng)光耦，光耦副邊導(dǎo)通，此時(shí)8個(gè)均壓電阻通過光耦副邊直接與直流電容負(fù)端相接，使得半導(dǎo)體N-MOS被短路，半導(dǎo)體N-MOS門極無驅(qū)動(dòng)電壓，此時(shí)半導(dǎo)體N-MOS處于關(guān)斷狀態(tài)，6個(gè)功率放電電阻無法通過半導(dǎo)體N-MOS與母線直流電容的正負(fù)極形成回路，母線直流電容電壓不會(huì)被放電。
[0016]三極管Ql的基極和發(fā)射極并聯(lián)的電阻R3，這個(gè)電阻R3的作用是提高可靠性。三極管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，并非斷路，實(shí)際上是高阻態(tài)。如果器件連通電源，就會(huì)有漏電流通過。雖然漏電流常?？梢院雎?，但有時(shí)忽略它卻可能導(dǎo)致不安全。三極管Ql的基極可能與某半導(dǎo)體器件Q串聯(lián)。如果半導(dǎo)體器件Q處于截止態(tài)，則理論上三極管Ql的基極無電流通過，三極管Ql應(yīng)該截止。但是，半導(dǎo)體器件Q截止時(shí)難免會(huì)有一定漏電流通過。若無電阻R3，則半導(dǎo)體器件Q的漏電流只能流過三極管Ql的基極、射極。如此一來，三極管Ql就不能截止，電路的工作狀態(tài)就可能與設(shè)想不一致。加上電阻R3，則半導(dǎo)體器件Q的漏電流可以通過電阻R3。由于漏電流很小，電阻R3上的電壓不足以使三極管Ql導(dǎo)通，三極管Ql可以可靠的處于截止?fàn)顟B(tài)，提尚電路的開關(guān)控制穩(wěn)定性。
[0017]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種控制母線直流電容電壓放電電路，該電路為變流器母線直流電容放電電流的一部分，連接在變流器母線直流電容的正負(fù)極之間；其特征在于:包括8個(gè)串聯(lián)的均壓電阻、6個(gè)串聯(lián)的功率放電電阻、作為放電控制開關(guān)的半導(dǎo)體N-MOS、對(duì)半導(dǎo)體N-MOS進(jìn)行門極鉗位的穩(wěn)壓二極管ZD1、作為強(qiáng)電與弱電隔離器件的光耦、用于驅(qū)動(dòng)光耦的三極管Q1，所述均壓電阻包括均壓電阻R4、均壓電阻R5、均壓電阻R6、均壓電阻R7、均壓電阻R8、均壓電阻R9、均壓電阻RlO和均壓電阻Rl I，所述功率放電電阻包括功率放電電阻Rl2、功率放電電阻Rl3、功率放電電阻R14、功率放電電阻Rl5、功率放電電阻R16和功率放電電阻Rl7 ;所述三極管Ql的集電極連接有上拉電阻R1，三極管Ql的基極連接有驅(qū)動(dòng)電阻R2，在三極管Ql的基極與發(fā)射極之間并聯(lián)電阻R3，控制信號(hào)10_DIS通過驅(qū)動(dòng)電阻R2接入三極管Ql的基極；所述8個(gè)均壓電阻串聯(lián)后接在母線直流電容的正負(fù)極之間，6個(gè)功率放電電阻串聯(lián)后通過半導(dǎo)體N-MOS接在母線直流電容的正負(fù)極之間，穩(wěn)壓二極管ZDl并聯(lián)在半導(dǎo)體N-MOS門極，光耦驅(qū)動(dòng)電源通過均壓電阻R4分壓得到； 當(dāng)控制信號(hào)10_DIS為高電平時(shí)，三極管Ql飽和導(dǎo)通，此時(shí)光耦原邊驅(qū)動(dòng)電壓通過三極管Ql接地，無電壓驅(qū)動(dòng)光耦，光耦關(guān)斷，由于半導(dǎo)體N-MOS門極并聯(lián)有穩(wěn)壓管ZD1，因此半導(dǎo)體N-MOS門極通過8個(gè)均壓電阻充電，使得半導(dǎo)體N-MOS驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，6個(gè)功率放電電阻通過半導(dǎo)體N-MOS的導(dǎo)通直接并聯(lián)在母線直流電容的正負(fù)極之間，母線直流電容通過6個(gè)功率放電電阻快速放電，且放電快慢通過6個(gè)功率放電電阻的阻值調(diào)節(jié)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制母線直流電容電壓放電電路，該電路為變流器母線直流電容放電電流的一部分，連接在變流器母線直流電容的正負(fù)極之間；包括一組均壓電阻、一組功率放電電阻、作為放電控制開關(guān)的半導(dǎo)體N-MOS、對(duì)半導(dǎo)體N-MOS進(jìn)行門極鉗位的穩(wěn)壓二極管ZD1、隔離強(qiáng)電與弱電隔的光耦、驅(qū)動(dòng)光耦的三極管Q1；三極管Q1的集電極連接有上拉電阻R1，基極連接有驅(qū)動(dòng)電阻R2，在基極與發(fā)射極之間并聯(lián)電阻R3，控制信號(hào)IO_DIS通過驅(qū)動(dòng)電阻R2接入三極管Q1的基極。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，可以根據(jù)各種應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行放電電路的參數(shù)設(shè)置，可以應(yīng)用在各種工況下母線直流電容電壓放電電路設(shè)計(jì)中。
【IPC分類】H02M1/00, H02H9/00
【公開號(hào)】CN104993676
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510364755
【發(fā)明人】趙井貴, 史麗萍
【申請(qǐng)人】徐州上若科技有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日