專利名稱：一種用于模塊式有源濾波器的直流均壓板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于模塊式有源濾波器的直流均壓板。
背景技術(shù)：
有源濾波器現(xiàn)已越來越廣泛的用于電網(wǎng)諧波的治理，為解決傳統(tǒng)柜式結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)不方便等問題，模塊式有源濾波器亦已開始得到研制和應(yīng)用。但相比柜式結(jié)構(gòu)，模塊式結(jié)構(gòu)因內(nèi)部空間有限，所以很多柜式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)無法直接延用。有源濾波器運(yùn)行時(shí)直流電壓較高且需要較大電容來支撐直流電壓，所以基本都采用多個(gè)電解電容串并的方式。為保證各串聯(lián)電容之間電壓均等，會(huì)在每個(gè)電容兩端并一個(gè)電阻。這樣會(huì)有多個(gè)電阻并在直流電壓兩端，在裝置運(yùn)行時(shí)，電阻會(huì)非常熱(> 150°C )。模塊式有源濾波器的結(jié)構(gòu)非常緊湊，電阻的發(fā)熱可能會(huì)損壞與其鄰近的器件，如直流正負(fù)銅排之間的絕緣膜等，從而損壞裝置；另外有源濾波器控制部分需采集直流電壓以進(jìn)行控制， 因電壓較高不利于控制板設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化；此外，直流過壓是造成有源濾波裝置損壞的一個(gè)常見原因，其會(huì)造成IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)模塊和電容等關(guān)鍵器件的損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)，所以對(duì)直流過壓的保護(hù)要求必須可靠，現(xiàn)控制板都帶有直流過壓的硬件保護(hù)，但當(dāng)該回路故障使保護(hù)失效時(shí)將直接威脅裝置的安全。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明旨在一種用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，除了對(duì)模塊式有源濾波器內(nèi)的電容進(jìn)行均壓外，該直流均壓板還包括直流高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換和直流電壓的過壓保護(hù)功能。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，所述有源濾波器包括引有兩根直流母線的IGBT模塊和并聯(lián)在所述直流母線間的若干串聯(lián)支路，每條串聯(lián)支路分為串接的兩部分，該兩部分的串接點(diǎn)稱為中點(diǎn)，且所述每部分均由η/2個(gè)電容串聯(lián)而成，η為正偶數(shù)；所述直流均壓板包括第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻、第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻、一比較器、第一均壓電阻和第二均壓電阻，其中所述第一、第二均壓電阻相互串聯(lián)并接于所述兩根直流母線之間，該第一、第二均壓電阻的串接點(diǎn)與所述每條串聯(lián)支路的中點(diǎn)分別連接，且所述第一、第二均壓電阻的阻值相等；所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻的一端連接所述第一均壓電阻與所述直流母線的相接端， 另一端連接所述直流均壓板的輸出端口；所述第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻的一端連接所述第一均壓電阻與第二均壓電阻的串接點(diǎn)， 另一端連接所述直流均壓板的輸出端口；所述比較器的正端連接所述第一均壓電阻與所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻的相接端，負(fù)端接外部的參考電壓，輸出端連接所述直流均壓板的輸出端口 ；
所述直流均壓板的輸出端口連接一控制板。上述的用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，其中，所述每個(gè)均壓電阻的阻值小于所述每條串聯(lián)支路中每部分的η/2個(gè)電容串聯(lián)形成的等效電阻。上述的用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，其中，所述第一、第二均壓電阻與所述直流母線、所述每條串聯(lián)支路的中點(diǎn)均通過高壓線連接；所述直流均壓板的輸出端口通過排線或絞線連接所述控制板。由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明能對(duì)模塊式有源濾波器內(nèi)串聯(lián)的各電容進(jìn)行均壓，以保證各電容電壓一致，防止因電壓不均造成個(gè)別電容損壞。2)本發(fā)明具有直流高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換的功能，用于將高壓的直流電容電壓、直流中點(diǎn)電壓變換為低壓和小電流的信號(hào)便于控制板的采樣。3)本發(fā)明具有直流電壓的過壓保護(hù)功能，通過分壓原理將直流電壓與設(shè)定的參考電壓比較，以實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)功能，該保護(hù)作為控制板直流過壓的后備保護(hù)，提高裝置的可靠性和安全性。4)本發(fā)明可以靈活放置于模塊式有源濾波器內(nèi)比較空闊或空氣流通比較好的位置，從而降低電阻發(fā)熱或減小電阻發(fā)熱對(duì)其它部分的影響。


圖1為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，其中，有源濾波器包括弓I有兩根直流母線的IGBT模塊2和并聯(lián)在所述直流母線間的若干串聯(lián)支路，每條串聯(lián)支路分為串接的兩部分，該兩部分的串接點(diǎn)稱為串聯(lián)支路的中點(diǎn)，且每部分均由η/2個(gè)電容C 串聯(lián)而成，η為正偶數(shù)；本實(shí)施例中，η = 2,且只有兩條串聯(lián)支路，即總共4個(gè)電容C，每兩個(gè)電容C串聯(lián)后再相互并聯(lián)，如圖1 ；直流均壓板1包括第一均壓電阻11、第二均壓電阻12、第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻13、第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻14和一比較器15，其中第一、第二均壓電阻11、12相互串聯(lián)后并通過高壓線接于所述兩根直流母線之間，即與所述每條串聯(lián)支路并聯(lián)，第一、第二均壓電阻11、12的串接點(diǎn)與所述每條串聯(lián)支路的中點(diǎn)分別通過高壓線連接，第一、第二均壓電阻11、12的阻值相等；第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻13的一端連接第一均壓電阻11與所述直流母線的相接端，另一端連接直流均壓板1的輸出端口 16 ；第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻14的一端連接第一均壓電阻11與第二均壓電阻12的串接點(diǎn)， 另一端連接直流均壓板1的輸出端口 16 ；比較器15的正端連接第一均壓電阻11與第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻13的相接端，比較器 15的負(fù)端接外部的參考電壓toef，比較器15的輸出端連接直流均壓板的輸出端口 16 ；本實(shí)施例中，比較器15選用的型號(hào)為LM393。直流均壓板1的輸出端口 16通過排線或絞線連接控制板3。第一、第二均壓電阻11、12的阻值小于所述每條串聯(lián)支路中每部分的η/2個(gè)電容C 串聯(lián)后形成的等效電阻，在本實(shí)施例中，有兩條串聯(lián)支路，每條串聯(lián)支路中串接的兩部分均只有一個(gè)電容C，即第一、第二均壓電阻11、12的阻值小于每個(gè)電容C的等效電阻。
本發(fā)明的工作原理本發(fā)明中的第一、第二均壓電阻11、12使所述每條串聯(lián)支路上的每個(gè)電容C兩端的電壓等值分配，從而達(dá)到均壓的作用；第一、第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻13、14將高直流電壓信號(hào)和串聯(lián)支路中點(diǎn)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為小電流信號(hào)，然后通過輸出端口 16送給控制板3，實(shí)現(xiàn)直流高壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換的功能；直流電壓的過壓保護(hù)功能采用直接比較的方式實(shí)現(xiàn)，首先利用第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻13將直流電壓變換為小的電壓信號(hào)，該信號(hào)直接送入比較器15的正端， 比較器15負(fù)端接相應(yīng)的參考電壓toef，同時(shí)比較器15將比較結(jié)果通過輸出端口 16引入控制板3，當(dāng)直流電壓高于設(shè)計(jì)保護(hù)值時(shí)，比較器15輸出保護(hù)信號(hào)，觸發(fā)控制板3采取相應(yīng)的保護(hù)措施。綜上所述，本發(fā)明除了能對(duì)模塊式有源濾波器內(nèi)的電容進(jìn)行均壓外，還具有直流高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換和直流電壓的過壓保護(hù)功能，并可以靈活放置于模塊式有源濾波器內(nèi)比較空闊或空氣流通比較好的位置，從而降低電阻發(fā)熱或減小電阻發(fā)熱對(duì)其它部分的影響。本發(fā)明簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)成本極低，具有極強(qiáng)的實(shí)用性。以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，所述有源濾波器包括引有兩根直流母線的IGBT模塊和并聯(lián)在所述直流母線間的若干串聯(lián)支路，每條串聯(lián)支路分為串接的兩部分， 該兩部分的串接點(diǎn)稱為中點(diǎn)，且所述每部分均由η/2個(gè)電容串聯(lián)而成，η為正偶數(shù)；其特征在于，所述直流均壓板包括第一均壓電阻、第二均壓電阻、第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻、第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻和一比較器，其中所述第一、第二均壓電阻相互串聯(lián)并接于所述兩根直流母線之間，該第一、第二均壓電阻的串接點(diǎn)與所述每條串聯(lián)支路的中點(diǎn)分別連接，且所述第一、第二均壓電阻的阻值相等；所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻的一端連接所述第一均壓電阻與所述直流母線的相接端，另一端連接所述直流均壓板的輸出端口；所述第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻的一端連接所述第一均壓電阻與第二均壓電阻的串接點(diǎn)，另一端連接所述直流均壓板的輸出端口；所述比較器的正端連接所述第一均壓電阻與所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻的相接端，負(fù)端接外部的參考電壓，輸出端連接所述直流均壓板的輸出端口 ； 所述直流均壓板的輸出端口連接一控制板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，其特征在于，所述每個(gè)均壓電阻的阻值小于所述每條串聯(lián)支路中每部分的η/2個(gè)電容串聯(lián)形成的等效電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，其特征在于，所述第一、第二均壓電阻與所述直流母線、所述每條串聯(lián)支路的中點(diǎn)均通過高壓線連接；所述直流均壓板的輸出端口通過排線或絞線連接所述控制板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于模塊式有源濾波器的直流均壓板，包括第一、第二均壓電阻、第一、第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻和一比較器，其中，所述第一、第二均壓電阻阻值相等且串聯(lián)，其兩端和串接點(diǎn)分別連接有源濾波器中每條串聯(lián)支路的兩端和中點(diǎn)，每條串聯(lián)支路由偶數(shù)個(gè)電容串聯(lián)而成；所述第一、第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻分別連接在所述第一均壓電阻的兩端和所述直流均壓板的輸出端口之間；所述比較器的正端連接所述第一均壓電阻與所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電阻的相接端，負(fù)端接外部的參考電壓，輸出端連接所述直流均壓板的輸出端口；所述直流均壓板的輸出端口連接一控制板。本發(fā)明除了對(duì)模塊式有源濾波器內(nèi)的電容進(jìn)行均壓外，還具有直流高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換和直流電壓的過壓保護(hù)的功能。
文檔編號(hào)H02J1/02GK102403714SQ20111036190
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者喬楠, 張倩, 李曄, 翁惠平, 金楊, 陳勐, 陳家良, 陳晉輝, 黃川 申請(qǐng)人:上海市南供電設(shè)計(jì)有限公司, 上海市電力公司, 思源清能電氣電子有限公司