變頻器用電容串聯電壓平衡電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種變頻器用電容串聯電壓平衡電路，它涉及電力電子技術領域。它包括三極管、第一電容、第二電容、第一電阻?第四電阻，三極管的集電極接第三電阻至直流母線的正極，三極管的發射極接第四電阻至直流母線的負極，直流母線的正極、負極之間接有第一電容與第二電容的串聯電路，第一電容的正極與直流母線的正極連接，第二電容的負極與直流母線的負極連接，第一電容、第二電容之間的節點與三極管的發射極連接，三極管的基極分別通過第一電阻、第二電阻與直流母線的正極、負極連接，所述第一電阻與第二電阻的阻值相同。本實用新型安裝簡便，均壓效果好，降低功耗，提高系統效率，且節約成本，實用性強。
【專利說明】
變頻器用電容串聯電壓平衡電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及的是電力電子技術領域，具體涉及變頻器用電容串聯電壓平衡電路。
【背景技術】
[0002]變頻器是把電網市電先整流成直流電，再把直流電逆變成需要的交流電拖動電機的裝置。變頻器有幾個部分，交流-直流，直流-交流，控制器和輔助電源。電容串聯后與母線電壓連接，為逆變電路和輔助電源提供穩定的電壓。變頻器在工作過程中，母線電壓最高可能達到800V。比較常見的電解電容無法滿足這一要求，為了滿足直流母線電壓的要求，電解電容必須串聯使用。電解電容串聯的時候，需要確認加載每個電容上的電壓不能超過其最大的允許電壓。單個電容上所分配的電壓由母線電壓按照電容的等效并聯電阻來分配，由于單個電容的等效并聯電阻差異很大，電壓分配會差異很大，可能導致單個電容上的電壓超過其允許值。
[0003]為了確保電解電容使用安全，一般都是采用均壓電阻強制均壓的方法，在電容器上并聯電阻。在強制均壓的電路中，由于流過均壓電阻的電流要遠大于電解電容的泄漏電流，所以利用均壓電阻來并聯電解電容的均壓方法，等于是在用更大的泄露電流來削弱現有電容泄漏電流的影響。并且均壓電阻長期在工作狀態下，故引起較大的功耗，影響系統的效率，增加安裝的難度。總體上講，均壓的效果比較差。
[0004]為了解決上述問題，設計一種新型的變頻器用電容串聯電壓平衡電路還是很有必要的。
【發明內容】
[0005]針對現有技術上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種變頻器用電容串聯電壓平衡電路，它不但結構簡單，設計合理，安裝簡便，均壓效果好，同時也降低功耗，提高系統效率，且節約成本，實用性強，易于推廣使用。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現:變頻器用電容串聯電壓平衡電路，包括三極管、第一電容、第二電容、第一電阻-第四電阻，三極管的集電極接第三電阻至直流母線的正極，三極管的發射極接第四電阻至直流母線的負極，直流母線的正極、負極之間接有第一電容與第二電容的串聯電路，第一電容的正極與直流母線的正極連接，第二電容的負極與直流母線的負極連接，第一電容、第二電容之間的節點與三極管的發射極連接，三極管的基極分別通過第一電阻、第二電阻與直流母線的正極、負極連接。
[0007]作為優選，所述的第一電阻與第二電阻的阻值相同，兩者得到了直流母線電壓的一半。
[0008]本實用新型的有益效果:與傳統的均壓電阻強制均壓的方法相比，不但減小了體積，節約了成本，降低了系統功耗，提高了系統的效率，簡化了安裝的難度，而且明顯地提高了均壓效果。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型；
[0010]圖1為本實用新型的電路圖。
【具體實施方式】
[0011]為使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0012]參照圖1，本【具體實施方式】采用以下技術方案:變頻器用電容串聯電壓平衡電路，包括三極管Ql、第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻Rl-第四電阻R4，三極管Ql的集電極接第三電阻R3至直流母線的正極，三極管Ql的發射極接第四電阻R4至直流母線的負極，直流母線的正極、負極之間接有第一電容Cl與第二電容C2的串聯電路，第一電容Cl的正極與直流母線的正極連接，第二電容C2的負極與直流母線的負極連接，第一電容Cl、第二電容C2之間的節點與三極管Ql的發射極連接，三極管Ql的基極分別通過第一電阻Rl、第二電阻R2與直流母線的正極、負極連接。
[0013]值得注意的是，所述的第一電阻Rl與第二電阻R2的阻值相同，S卩R1=R2，得到了直流母線電壓的一半，而這個電壓與每個電容上理論應該得到的標準電壓相等。
[0014]本【具體實施方式】的工作原理:第三電阻R3和三極管Ql串聯后并聯到第一電容Cl上，第四電阻R4直接并聯到第二電容C2上;設P+與N-之間的電壓為U，第一電容Cl兩端電壓為U1，第二電容C2兩端的電壓為U2，三者之間的關系必然滿足:U=U1+U2，由于第一電阻R1、第二電阻R2的阻值相等，所以A點的電壓UA=1/2*U，而B點電壓UB則與第一電容Cl兩端的電壓Ul和第二電容C2兩端的電壓U2有關，根據串聯分壓原理我們知道，當Ul電壓高時，B點電壓UB就低，反之，當U2電壓高時，B點電壓UB就高。
[0015]把三極管Ql的開通電壓記為Ube，從圖1中可以看到，Ube=UA-UB,若第一電容Cl和第二電容C2的電壓差值增大，當Ul-U2>Ube時，則A和B兩點的電壓差大于三極管Ql的開通電壓Ube，此時三極管Ql開通，第一電容Cl通過三極管Ql向第三電阻R3放電，由于第三電阻R3的阻值較小，而第四電阻R4的阻值大，第一電容CI上放電速度比較快，直到U1-U2
<UbeD
[0016]若第一電容Cl和第二電容C2的電壓差值減小，當Ul-U2<Ube時，則A和B兩點的電壓差小于三極管Ql的開通電壓Ube，此時三極管Ql關斷，第四電阻R4并聯在第二電容C2的兩端，第二電容C2通過第四電阻R4放電，U2電壓逐漸緩慢降低，直到Ul-U2>Ube。
[0017]第三電阻R3和第四電阻R4的阻值不同，第四電阻R4—直加在第二電容C2上，形成一定的泄露電流，此泄露電流較小，第三電阻R3通過三極管Ql動態的并聯在第一電容Cl上，此泄露電流較大，這樣在第一電容Cl、第二電容C2上并聯的泄露電流大小有一定的互補，可以進行均壓。
[0018]本【具體實施方式】設計在電機控制系統中的變頻器中，是防止在變頻器內部的串聯電解電容電壓不平衡的電路裝置，可以使用在任意的電容器均壓電路中，只需要一個三極管，三極管不需要承受大電流，只要對上下電容漏電流的差進行補償，不需要使用大功率的電阻，就可以使電容的電壓平衡，均壓效果好，相比以前的均壓方式，電阻的功耗降低，節約成本，具有廣闊的市場應用前景。
[0019]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.變頻器用電容串聯電壓平衡電路，其特征在于，包括三極管(Ql)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第一電阻(Rl)-第四電阻(R4)，三極管(Ql)的集電極接第三電阻(R3)至直流母線的正極，三極管(Ql)的發射極接第四電阻(R4)至直流母線的負極，直流母線的正極、負極之間接有第一電容(Cl)與第二電容(C2)的串聯電路，第一電容(Cl)的正極與直流母線的正極連接，第二電容(C2)的負極與直流母線的負極連接，第一電容(Cl)、第二電容(C2)之間的節點與三極管(Ql)的發射極連接，三極管(Ql)的基極分別通過第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)與直流母線的正極、負極連接。2.根據權利要求1所述的變頻器用電容串聯電壓平衡電路，其特征在于，所述的第一電阻(Rl)與第二電阻(R2)的阻值相同。
【文檔編號】H02M5/42GK205566112SQ201620392777
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】不公告發明人
【申請人】余玉蘭, 趙方平, 王輝, 戴增輝, 余擎宇, 胡發亭, 余節狀, 季曉成