一种控制母线直流电容电压放电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制母线直流电容电压放电电路，尤其涉及无功补偿、有源滤波、变频器、太阳能逆变器等变流器的母线直流电容电压控制放电电路。
【背景技术】
[0002]随着电力电子不断发展，无功补偿SVG、有源滤波、变频器、太阳能逆变器等变流器在工业生产中应用越来越多，而以上几种变流器都会应用到直流电容作为变流器的中间储能器件，在平时生产中难免会进行设备检修和维护，此时直流电容上储存的电能，如果没有有效的放电，会对人身造成很大伤害，甚至伤及生命，尤其在煤矿、石油等特殊行业，设备在打开前必须放电到安全电压，否则会引起瓦斯爆炸，石油爆燃等严重安全事故。所以变流器母线直流电容上的电能在设备退出工作后，需要有效的控制放电。
[0003]线直流电容上的电能之所以断电后不会很快消失，是因为电容自身的寄生电阻非常小，如果只通过自身的寄生电阻来放电，会需要相当长的时间才能完成，而我们生产中的检修和维护一般要求时间越短越好，以免影响正常的生产，所以就需要外部人为的接入放电系统，来快速安全的把电容上的储能电能泄放。
[0004]电容放电电路的目标是在设备停止运行后，使其直流电容上的电能，能够迅速安全的得到泄放。因为电容上储存的是直流电能，如果简单地从电容两端并联电阻及接触器来放电，具体见图1所示，那么必须要求接触器是直流接触器，否则接触器不能够有效分断，还容易关断时产生拉弧现象，引起其他安全事故。再者，现有的直流接触器一般耐压都不是很高，很难满足变流器系统直流储能电容耐电压能力。即使有耐压满足要求的直流接触器，那么价格也会很高，增加制造成本，且体积很大，安装维护都不方便。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种控制(无功补偿、有源滤波、变频器、太阳能逆变等变流器的)母线直流电容电压放电电路，该电路结构简单，通用性强，可以根据各种应用场合进行放电电路相关的参数设置，可以应用在各种工况下的变流器母线直流电容放电电路设计中。
[0006]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]一种控制母线直流电容电压放电电路，该电路为变流器母线直流电容放电电流的一部分，连接在变流器母线直流电容的正负极之间；包括8个串联的均压电阻、6个串联的功率放电电阻、作为放电控制开关的半导体N-MOS、对半导体N-MOS进行门极钳位的稳压二极管ZD1、作为强电与弱电隔离器件的光耦、用于驱动光耦的三极管Q1，所述均压电阻包括均压电阻R4、均压电阻R5、均压电阻R6、均压电阻R7、均压电阻R8、均压电阻R9、均压电阻RlO和均压电阻R11，所述功率放电电阻包括功率放电电阻R12、功率放电电阻R13、功率放电电阻R14、功率放电电阻Rl5、功率放电电阻R16和功率放电电阻Rl7 ;所述三极管Ql的集电极连接有上拉电阻Rl，三极管Ql的基极连接有驱动电阻R2，在三极管Ql的基极与发射极之间并联电阻R3，控制信号1_DIS通过驱动电阻R2接入三极管Ql的基极；所述8个均压电阻串联后接在母线直流电容的正负极之间，6个功率放电电阻串联后通过半导体N-MOS接在母线直流电容的正负极之间，稳压二极管ZDl并联在半导体N-MOS门极，光耦驱动电源通过均压电阻R4分压得到；
[0008]当控制信号10_DIS为高电平时，三极管Ql饱和导通，此时光耦原边驱动电压通过三极管Ql接地，无电压驱动光耦，光耦关断，由于半导体N-MOS门极并联有稳压管ZD1，因此半导体N-MOS门极通过8个均压电阻充电，使得半导体N-MOS驱动导通，6个功率放电电阻通过半导体N-MOS的导通直接并联在母线直流电容的正负极之间，母线直流电容通过6个功率放电电阻快速放电，且放电快慢通过6个功率放电电阻的阻值调节。
[0009]有益效果:本发明提供的控制母线直流电容电压放电电路，相对于现有技术，具有如下特点或优势:1、通过光耦的隔离，使得控制回路与变流器强电主回路有效的隔离，保证了控制回路的安全；2、光耦的驱动电源是通过均压电阻的分压得到的，无需额外提供光耦的驱动电源；3、N-MOS管的栅极并联了一个稳压管ZD1，可以保证N-MOS管的栅极电压不至于高过要求值；4、母线直流电容能否有效控制放电，取决于N-MOS管的可靠导通和关断；5、母线直流电容的电压放电与否是受控制信号10_DIS控制的；6、母线直流电容电压是通过功率电阻来放电的；7、控制回路元器件都为电子元器件，可以集成到很小的电路板上，体积非常小。
【附图说明】
[0010]图1为传统的母线直流电容放电电路原理示意图；
[0011]图2为控制母线直流电容电压放电电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0013]如图2所示为一种控制母线直流电容电压放电电路，该电路为变流器母线直流电容放电电流的一部分，连接在变流器母线直流电容的正负极之间；包括8个串联的均压电阻、6个串联的功率放电电阻、作为放电控制开关的半导体N-MOS、对半导体N-MOS进行门极钳位的稳压二极管ZD1、作为强电与弱电隔离器件的光耦、用于驱动光耦的三极管Q1，所述均压电阻包括均压电阻R4、均压电阻R5、均压电阻R6、均压电阻R7、均压电阻R8、均压电阻R9、均压电阻RlO和均压电阻Rl I，所述功率放电电阻包括功率放电电阻Rl2、功率放电电阻Rl3、功率放电电阻R14、功率放电电阻Rl5、功率放电电阻R16和功率放电电阻Rl7 ;所述三极管Ql的集电极连接有上拉电阻R1，三极管Ql的基极连接有驱动电阻R2，在三极管Ql的基极与发射极之间并联电阻R3，控制信号10_DIS通过驱动电阻R2接入三极管Ql的基极；所述8个均压电阻串联后接在母线直流电容的正负极之间，6个功率放电电阻串联后通过半导体N-MOS接在母线直流电容的正负极之间，稳压二极管ZDl并联在半导体N-MOS门极，光耦驱动电源通过均压电阻R4分压得到；
[0014]当控制信号10_DIS为高电平时，三极管Ql饱和导通，此时光耦原边驱动电压通过三极管Ql接地，无电压驱动光耦，光耦关断，由于半导体N-MOS门极并联有稳压管ZD1，因此半导体N-MOS门极通过8个均压电阻充电，使得半导体N-MOS驱动导通，6个功率放电电阻通过半导体N-MOS的导通直接并联在母线直流电容的正负极之间，母线直流电容通过6个功率放电电阻快速放电，且放电快慢通过6个功率放电电阻的阻值调节。
[0015]当控制信号10_DIS为高低电平时，三极管Ql截止，此时光耦原边通过上拉电阻Rl的上拉电压驱动光耦，光耦副边导通，此时8个均压电阻通过光耦副边直接与直流电容负端相接，使得半导体N-MOS被短路，半导体N-MOS门极无驱动电压，此时半导体N-MOS处于关断状态，6个功率放电电阻无法通过半导体N-MOS与母线直流电容的正负极形成回路，母线直流电容电压不会被放电。
[0016]三极管Ql的基极和发射极并联的电阻R3，这个电阻R3的作用是提高可靠性。三极管Ql处于截止状态时，并非断路，实际上是高阻态。如果器件连通电源，就会有漏电流通过。虽然漏电流常常可以忽略，但有时忽略它却可能导致不安全。三极管Ql的基极可能与某半导体器件Q串联。如果半导体器件Q处于截止态，则理论上三极管Ql的基极无电流通过，三极管Ql应该截止。但是，半导体器件Q截止时难免会有一定漏电流通过。若无电阻R3，则半导体器件Q的漏电流只能流过三极管Ql的基极、射极。如此一来，三极管Ql就不能截止，电路的工作状态就可能与设想不一致。加上电阻R3，则半导体器件Q的漏电流可以通过电阻R3。由于漏电流很小，电阻R3上的电压不足以使三极管Ql导通，三极管Ql可以可靠的处于截止状态，提尚电路的开关控制稳定性。
[0017]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种控制母线直流电容电压放电电路，该电路为变流器母线直流电容放电电流的一部分，连接在变流器母线直流电容的正负极之间；其特征在于:包括8个串联的均压电阻、6个串联的功率放电电阻、作为放电控制开关的半导体N-MOS、对半导体N-MOS进行门极钳位的稳压二极管ZD1、作为强电与弱电隔离器件的光耦、用于驱动光耦的三极管Q1，所述均压电阻包括均压电阻R4、均压电阻R5、均压电阻R6、均压电阻R7、均压电阻R8、均压电阻R9、均压电阻RlO和均压电阻Rl I，所述功率放电电阻包括功率放电电阻Rl2、功率放电电阻Rl3、功率放电电阻R14、功率放电电阻Rl5、功率放电电阻R16和功率放电电阻Rl7 ;所述三极管Ql的集电极连接有上拉电阻R1，三极管Ql的基极连接有驱动电阻R2，在三极管Ql的基极与发射极之间并联电阻R3，控制信号10_DIS通过驱动电阻R2接入三极管Ql的基极；所述8个均压电阻串联后接在母线直流电容的正负极之间，6个功率放电电阻串联后通过半导体N-MOS接在母线直流电容的正负极之间，稳压二极管ZDl并联在半导体N-MOS门极，光耦驱动电源通过均压电阻R4分压得到； 当控制信号10_DIS为高电平时，三极管Ql饱和导通，此时光耦原边驱动电压通过三极管Ql接地，无电压驱动光耦，光耦关断，由于半导体N-MOS门极并联有稳压管ZD1，因此半导体N-MOS门极通过8个均压电阻充电，使得半导体N-MOS驱动导通，6个功率放电电阻通过半导体N-MOS的导通直接并联在母线直流电容的正负极之间，母线直流电容通过6个功率放电电阻快速放电，且放电快慢通过6个功率放电电阻的阻值调节。
【专利摘要】本发明公开了一种控制母线直流电容电压放电电路，该电路为变流器母线直流电容放电电流的一部分，连接在变流器母线直流电容的正负极之间；包括一组均压电阻、一组功率放电电阻、作为放电控制开关的半导体N-MOS、对半导体N-MOS进行门极钳位的稳压二极管ZD1、隔离强电与弱电隔的光耦、驱动光耦的三极管Q1；三极管Q1的集电极连接有上拉电阻R1，基极连接有驱动电阻R2，在基极与发射极之间并联电阻R3，控制信号IO_DIS通过驱动电阻R2接入三极管Q1的基极。本发明的电路结构简单，通用性强，可以根据各种应用场合进行放电电路的参数设置，可以应用在各种工况下母线直流电容电压放电电路设计中。
【IPC分类】H02M1/00, H02H9/00
【公开号】CN104993676
【申请号】CN201510364755
【发明人】赵井贵, 史丽萍
【申请人】徐州上若科技有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月26日