直流母线检测及保护电路的辅助供电装置论文和设计-张树林

全文摘要

本实用新型公开一种直流母线检测及保护电路的辅助供电装置，该装置将稳压二极管串联在直流母线均压电路的某电阻支路中，或与电压取样电路中的某电阻并联，利用稳压二极管的稳压特性为直流母线检测及保护电路供电。对比传统的DC\/DC辅助电源供电装置，其特点是节省了成本和体积，减少了因功率器件开通关断、磁性元件工作所带来的电磁兼容问题，能为更多的工程应用提供参考，提升产品的可靠性与安全性。

主设计要求

1.一种直流母线检测及保护电路的辅助供电装置，依次包括用于将交流电压整流为直流电压的整流器，用于直流母线各支撑电容之间均压的直流母线均压电路，或者用于直流母线电压分压和取样的电压取样电路，用于直流母线电压、电流检测以及当直流母线电压欠压、过压，电流过流时做出相应保护的直流母线检测及保护电路，用于将直流母线直流电压逆变为交流脉冲电压的逆变器；其特征在于：该装置是将稳压二极管Dz串联在所述直流母线均压电路的某电阻支路中，或与电压取样电路中的某电阻并联，利用稳压二极管Dz的稳压特性为直流母线检测及保护电路供电。

设计方案

1.一种直流母线检测及保护电路的辅助供电装置，依次包括用于将交流电压整流为直流电压的整流器，用于直流母线各支撑电容之间均压的直流母线均压电路，或者用于直流母线电压分压和取样的电压取样电路，用于直流母线电压、电流检测以及当直流母线电压欠压、过压，电流过流时做出相应保护的直流母线检测及保护电路，用于将直流母线直流电压逆变为交流脉冲电压的逆变器；其特征在于：该装置是将稳压二极管D<\/i>_{z<\/i><\/sub>串联在所述直流母线均压电路的某电阻支路中，或与电压取样电路中的某电阻并联，利用稳压二极管D<\/i>z<\/i><\/sub>的稳压特性为直流母线检测及保护电路供电。}

2.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于：所述直流母线均压电路由母线支撑电容C<\/i>_{k<\/i><\/sub>（k=1,2,……，n<\/i>）、均压电阻R<\/i>k<\/i><\/sub>（k=1,2,……，n<\/i>）组成；所述C<\/i>1<\/i><\/sub>～C<\/i>n<\/i><\/sub>串联在直流母线P、<\/i>N<\/i>两端，R<\/i>1<\/i><\/sub>～R<\/i>n<\/i><\/sub>串联在直流母线P、N<\/i>两端组成均压电阻支路，R<\/i>k<\/i><\/sub>与C<\/i>k<\/i><\/sub>并联；所述母线支撑电容C<\/i>k<\/i><\/sub>两端可以与一个均压电阻并联，也可以与多个均压电阻串联后并联，即R<\/i>k<\/i><\/sub>可以由多个电阻串联组成。}

3.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于：所述稳压二极管D<\/i>_{z<\/i><\/sub>与稳压电容C<\/i>z<\/i><\/sub>并联后再串联于均压电阻支路中，V<\/i>CC+<\/i><\/sub>、V<\/i>CC-<\/i><\/sub>分别从D<\/i>z<\/i><\/sub>或C<\/i>z<\/i><\/sub>两端取电。}

4.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于：所述电压取样电路由分压电阻R<\/i>_{zk<\/i><\/sub>（k=1,2,……，n<\/i>）组成；所述R<\/i>z1<\/i><\/sub>～R<\/i>zn<\/i><\/sub>串联在直流母线P、N<\/i>两端，若将稳压二极管D<\/i>z<\/i><\/sub>和稳压电容C<\/i>z<\/i><\/sub>并联后再与任一分压电阻R<\/i>zk<\/i><\/sub>并联，V<\/i>CC+<\/i><\/sub>、V<\/i>CC-<\/i><\/sub>分别从D<\/i>z<\/i><\/sub>或C<\/i>z<\/i><\/sub>两端取电。}

5.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于：所述直流母线检测及保护电路还包括电流采样电阻R<\/i>_{i1<\/i><\/sub>、R<\/i>i2<\/i><\/sub>，电压采样电阻R<\/i>v1<\/i><\/sub>、R<\/i>v2<\/i><\/sub>，其本身需要被提供辅助电源以维持正常工作。}

6.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于：所述整流器和逆变器其本身属于变频系统中功率单元模块之一。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变频系统设备，尤其涉及一种直流母线检测及保护电路的辅助供电装置。

背景技术

在变频技术应用中，逆变交流输出是以直流母线检测为基准之一的，另外，设置过欠压保护和过流保护电路也需要检测直流母线的电压、电流。如果检测不准，会出现变频器输出异常甚至烧板炸机。当直流母线出现过欠压、过流时需要对变频系统做出相应保护动作，需设计相应保护电路。

直流母线检测及保护电路中有需要额外提供辅助电源的运放、三极管等元器件，现有技术采用DC\/DC辅助电源方案，体积大、成本高，设计复杂且会引入电磁干扰问题。另外，由于DC\/DC辅助电源的输入电压下限设计较高，可以检测的直流母线电压、电流范围较窄，无法为更多的工程应用提供参考。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于稳压二极管特性的直流母线检测及保护电路的辅助供电方案。

为解决上述问题，本实用新型一种直流母线检测及保护电路的辅助供电装置，包括：用于将交流电压整流为直流电压的整流器，用于直流母线各支撑电容之间均压的直流母线均压电路，或者用于直流母线电压分压和取样的电压取样电路，用于直流母线电压、电流检测以及当直流母线电压欠压、过压，电流过流时做出相应保护的直流母线检测及保护电路，用于将直流母线直流电压逆变为交流脉冲电压的逆变器；其特征在于：该装置是将稳压二极管D<\/i>_{z<\/i><\/sub>串联在所述直流母线均压电路的某电阻支路中，或与电压取样电路中的某电阻并联，利用稳压二极管D<\/i>z<\/i><\/sub>的稳压特性为直流母线检测及保护电路供电。}

采用上述技术方案的辅助供电装置，直流母线均压电路由母线支撑电容C<\/i>_{k<\/i><\/sub>（k=1,<\/i>2,……，n<\/i>）、均压电阻R<\/i>k<\/i><\/sub>（k=1,2,……，n<\/i>）组成；所述C<\/i>1<\/i><\/sub>～C<\/i>n<\/i><\/sub>串联在直流母线P、N<\/i>两端，R<\/i>1<\/i><\/sub>～R<\/i>n<\/i><\/sub>串联在直流母线P、N<\/i>两端组成均压电阻支路，R<\/i>k<\/i><\/sub>与C<\/i>k<\/i><\/sub>并联；所述母线支撑电容C<\/i>k<\/i><\/sub>两端可以与一个均压电阻并联，也可以与多个均压电阻串联后并联，即R<\/i>k<\/i><\/sub>可以由多个电阻串联组成。}

采用这种辅助供电装置由稳压二极管D<\/i>_{z<\/i><\/sub>与稳压电容C<\/i>z<\/i><\/sub>并联后再串联于均压电阻支路中，V<\/i>CC+<\/i><\/sub>、V<\/i>CC-<\/i><\/sub>分别从D<\/i>z<\/i><\/sub>或C<\/i>z<\/i><\/sub>两端取电。}

作为针对上述技术方案的一种改进，电压取样电路由分压电阻R<\/i>_{zk<\/i><\/sub>（k=1,2,……，n<\/i>）组成；所述R<\/i>z1<\/i><\/sub>～R<\/i>zn<\/i><\/sub>串联在直流母线P、N<\/i>两端，若将稳压二极管D<\/i>z<\/i><\/sub>和稳压电容C<\/i>z<\/i><\/sub>并联后再与任一分压电阻R<\/i>zk<\/i><\/sub>并联，V<\/i>CC+<\/i><\/sub>、V<\/i>CC-<\/i><\/sub>分别从D<\/i>z<\/i><\/sub>或C<\/i>z<\/i><\/sub>两端取电。}

作为针对上述技术方案的另一种改进，直流母线检测及保护电路还包括电流采样电阻R<\/i>_{i1<\/i><\/sub>、R<\/i>i2<\/i><\/sub>，电压采样电阻R<\/i>v1<\/i><\/sub>、R<\/i>v2<\/i><\/sub>，其本身需要被提供辅助电源以维持正常工作。}

对于直流母线检测及保护电路还包括电流采样电阻R<\/i>_{i1<\/i><\/sub>、R<\/i>i2<\/i><\/sub>，电压采样电阻R<\/i>v1<\/i><\/sub>、R<\/i>v2<\/i><\/sub>，其本身需要被提供辅助电源以维持正常工作。}

对于整流器和逆变器其本身属于变频系统中功率单元模块之一。

实施本实用新型所述的一种直流母线检测及保护电路的辅助供电装置，与现有技术DC\/DC辅助电源装置相比有如下优点：节省了成本和体积，减少了因功率器件开通关断、磁性元件工作所带来的电磁兼容问题；另外，由于稳压二极管稳压等级相较于DC\/DC辅助电源的输入电压下限更低，因此可以监测的直流母线电压和电流范围更广，能为更多的工程应用提供参考，提升产品的可靠性与安全性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型一种直流母线检测及保护电路的辅助供电装置第一实施例的电路框图。

图2是图1所示辅助供电装置第二实施例的电路框图。

具体实施方式

图1示出了本实用新型包括整流器、直流母线均压电路、直流母线检测及保护电路、逆变器。R<\/i>_{1<\/i><\/sub>～R<\/i>n<\/i><\/sub>串联在直流母线P、N<\/i>两端组成均压电阻支路，稳压二极管Dz和稳压电容Cz并联后再串联于均压电阻支路中。当系统上电后，整流器输出直流电压，母线支撑电容C<\/i>1<\/i><\/sub>～<\/i>C<\/i>n<\/i><\/sub>存储和释放能量，在直流母线均压电阻支路R<\/i>1<\/i><\/sub>～R<\/i>n<\/i><\/sub>中，与R<\/i>k<\/i><\/sub>串联的稳压二极管D<\/i>z<\/i><\/sub>被反向击穿，其两端电压保持不变，稳压电容C<\/i>z<\/i><\/sub>提供直流母线检测及保护电路工作所需的V<\/i>CC+<\/i><\/sub>和V<\/i>CC-<\/i><\/sub>。当系统下电，直至直流母线电压低于稳压二极管稳压等级时，稳压二极管截止，稳压电容C<\/i>z<\/i><\/sub>电压逐渐减小至（V<\/i>CC+<\/i><\/sub>-V<\/i>CC-<\/i><\/sub>）以下时，直流母线检测及保护电路停止工作。}

图2所示的是包括整流器、直流母线均压电路、电压取样电路、直流母线检测及保护电路、逆变器。R<\/i>_{z1<\/i><\/sub>～R<\/i>zn<\/i><\/sub>串联在直流母线P、N<\/i>两端组成电压取样电路，稳压二极管Dz和稳压电容Cz并联后再与电压取样电路中的任一分压电阻R<\/i>zk<\/i><\/sub>并联。当系统上电后，整流器输出直流电压，母线支撑电容C<\/i>1<\/i><\/sub>～C<\/i>n<\/i><\/sub>存储和释放能量，在电压取样电路R<\/i>z1<\/i><\/sub>～R<\/i>zn<\/i><\/sub>中，与R<\/i>zk<\/i><\/sub>并联的稳压二极管D<\/i>z<\/i><\/sub>被反向击穿，其两端电压保持不变，稳压电容C<\/i>z<\/i><\/sub>提供直流母线检测及保护电路工作所需的V<\/i>CC+<\/i><\/sub>和V<\/i>CC-<\/i><\/sub>。当系统下电，直至直流母线电压低于稳压二极管稳压等级时，稳压二极管截止，稳压电容C<\/i>z<\/i><\/sub>电压逐渐减小至（V<\/i>CC+<\/i><\/sub>-V<\/i>CC-<\/i><\/sub>）以下时，直流母线检测及保护电路停止工作。}

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，上述的具体实施方式仅仅是示意性而非限制性的，因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。

设计图