CN104638657A - 一种集约式功率单元驱动板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及应用于电力系统中的改善电网质量的一种集约式SVG功率单元驱动板，其特征在于，以主控单元为核心，接收控制系统的触发信号，形成上臂桥和下臂桥的控制信号，同时接收上臂桥和下臂桥的IGBT的电流状态信号，通过电容两端电压检测到过压故障信号、正常驱动信号、欠压故障信号，实时监测SVG功率单元的温度，接收超温故障信号，本发明为集约式SVG装置中的功率单元提供了稳定的控制，通过SVG控制系统可以实现动态快速连续调节无功输出，最大限度满足功率因数补偿要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种集约式SVG功率单元驱动板，应用于电力系统，提高和改善电网质量的SVG装置中。
背景技术
近年来，随着现代电力电子设备等非线性负荷大量接入电网，使电网供电质量受到严重影响，通常采用静止型动态无功补偿SVC装置来抑制谐波、补偿无功，但存在响应时间长，滤波能力差、容易与电网系统发生谐振，目前，为了缩短响应时间和提高滤波能力，越来越多的用户开始采用静止无功发生器SVG，因此SVG中功率单元的驱动电路也是必不可少的，并起到非常重要的作用，在SVG功率单元中IGBT的工作是否稳定直接影响系统的可靠运行，传统的驱动电路没有对数据统一处理单元，不能实时监测IGBT的电压值、电流值和本身的温度，使IGBT容易受到损坏，造成系统运行不稳定。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种集约式SVG功率单元驱动板，通过驱动板上的主控单元实时监测IGBT的电压、电流和温度，可靠的配合SVG系统，实现动态无功补偿的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种集约式SVG功率单元驱动板，其特征在于，以主控单元为核心，接收控制系统的触发信号，同时发送回报信号给控制系统；触发信号经过光电转换器和电平转换单元1后，由主控单元形成触发信号PWM1和PWM2，经过电平转换单元3后，通过IGBT驱动电路，输出上臂桥IGBT1的控制信号C1、G1、E1，IGBT2的控制信号C2、G2、E2，下臂桥IGBT3的控制信号C3、G3、E3，IGBT4的控制信号C4、G4、E4；IGBT驱动单元还连接回报检测单元，经过电平转换单元4，形成回报信号TR1和TR2，送到主控单元；温度检测开关输出端Tem_EX1、Tem_EX2和电容的两端GA、GN由故障检测单元形成超温故障信号、过压故障信号、正常驱动信号和欠压信号，经过电平转换单元4送到主控单元，和TR1、TR2形成一个回报信号回送到控制系统；电源单元连接到电容的两端GA、GN，为所有电路提供电源；主控单元还连接显示的单元，显示各个信号的状态。
所述的故障检测单元中一路连接到电容的两端GA和GN上，另一路连接到温度检测开关的Tem_EX1和Tem_EX2上，GA和GN依次经过降压电路、差分放大电路、跟随器后，再分别由过压比较电路、驱动比较电路和欠压比较电路形成过压故障信号、正常驱动信号和欠压故障信号，Tem_EX1和Tem_EX2由稳定检测电路、隔离电路和超温比较电路形成超温故障信号。
所述的电源单元也连接到容的两端GA和GN上，经过保护电路、电源产生电路和多绕组变压器形成多路电源24V1、24V2、24V3、24V4、15V、GND、-15V和-5V，其中-5V反馈到电源检测电路，经过调压电路控制电源产生电路，进而保持电压输出的稳定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明以主控单元为核心，接收控制系统的触发信号，形成上臂桥和下臂桥的控制信号，同时接收上臂桥和下臂桥的IGBT的电流状态信号，通过电容两端电压检测到过压故障信号、正常驱动信号、欠压故障信号，实时监测SVG功率单元的温度，接收超温故障信号，保证了SVG系统的稳定运行。
2、本发明为集约式SVG中的功率单元提供了稳定的控制，通过SVG控制系统可以实现动态快速连续调节无功输出，最大限度满足功率因数补偿要求。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的故障检测单元原理框图。
图3是本发明的电源单元原理框图。
具体实施方式
见图1，一种集约式SVG功率单元驱动板，其特征在于，以主控单元为核心，接收控制系统的触发信号，同时发送回报信号给控制系统；触发信号经过光电转换器和电平转换单元1后，由主控单元形成触发信号PWM1和PWM2，经过电平转换单元3后，通过IGBT驱动电路，输出上臂桥IGBT1的控制信号C1、G1、E1，IGBT2的控制信号C2、G2、E2，下臂桥IGBT3的控制信号C3、G3、E3，IGBT4的控制信号C4、G4、E4；IGBT驱动单元还连接回报检测单元，经过电平转换单元4，形成回报信号TR1和TR2，送到主控单元；温度检测开关输出端Tem_EX1、Tem_EX2和电容的两端GA、GN由故障检测单元形成超温故障信号、过压故障信号、正常驱动信号和欠压信号，经过电平转换单元4送到主控单元，和TR1、TR2形成一个回报信号回送到控制系统；电源单元连接到电容的两端GA、GN，为所有电路提供电源；主控单元还连接显示的单元，显示各个信号的状态。
所述的主控单元采用CPLD芯片进行接收和回报信号，在回报的信号中包含有过流信号、过压信号、正常驱动信号、欠压信号和超温信号。
所述的显示单元是由主控单元输出的信号，经过LED灯显示相应的信号状态，便于调试和维护。
见图2，所述的故障检测单元一路连接到电容的两端GA和GN上，另一路连接到温度检测开关的Tem_EX1和Tem_EX2上，GA和GN依次经过降压电路、差分放大电路、跟随器后，再分别由过压比较电路、驱动比较电路和欠压比较电路形成过压故障信号、正常驱动信号和欠压故障信号，Tem_EX1和Tem_EX2由稳定检测电路、隔离电路和超温比较电路形成超温故障信号。
见图3，所述的电源单元也连接到电容的两端GA和GN上，经过保护电路、电源产生电路和多绕组变压器形成多路电源24V1、24V2、24V3、24V4、15V、GND、-15V和-5V，其中-5V反馈到电源检测电路，经过调压电路控制电源产生电路，进而保持电压输出的稳定。
本发明的特点是以主控单元为核心，接收控制系统的触发信号，形成上臂桥和下臂桥的控制信号，同时接收上臂桥和下臂桥的IGBT的电流状态信号，通过电容两端电压检测到过压故障信号、正常驱动信号、欠压故障信号，实时监测SVG功率单元的温度，接收超温故障信号，保证了SVG系统的稳定运行。
本发明应用在集约式SVG系统中，为集约式SVG系统采用电压型桥式电路，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使SVG所在电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
本发明为集约式SVG中的功率单元提供了稳定的控制，通过SVG控制系统可以实现动态快速连续调节无功输出，最大限度满足功率因数补偿要求。
Claims (3)
1.一种集约式SVG功率单元驱动板，其特征在于，以主控单元为核心，接收控制系统的触发信号，同时发送回报信号给控制系统；触发信号经过光电转换器和电平转换单元1后，由主控单元形成触发信号PWM1和PWM2，经过电平转换单元3后，通过IGBT驱动电路，输出上臂桥IGBT1的控制信号C1、G1、E1，IGBT2的控制信号C2、G2、E2，下臂桥IGBT3的控制信号C3、G3、E3，IGBT4的控制信号C4、G4、E4；IGBT驱动单元还连接回报检测单元，经过电平转换单元4，形成回报信号TR1和TR2，送到主控单元；温度检测开关输出端Tem_EX1、Tem_EX2和电容的两端GA、GN由故障检测单元形成超温故障信号、过压故障信号、正常驱动信号和欠压信号，经过电平转换单元4送到主控单元，和TR1、TR2形成一个回报信号回送到控制系统；电源单元连接到电容的两端GA、GN，为所有电路提供电源；主控单元还连接显示的单元，显示各个信号的状态。
2.根据权利要求1所述的一种集约式SVG功率单元驱动板，其特征在于，所述的故障检测单元中一路连接到电容的两端GA和GN上，另一路连接到温度检测开关的Tem_EX1和Tem_EX2上，GA和GN依次经过降压电路、差分放大电路、跟随器后，再分别由过压比较电路、驱动比较电路和欠压比较电路形成过压故障信号、正常驱动信号和欠压故障信号，Tem_EX1和Tem_EX2由稳定检测电路、隔离电路和超温比较电路形成超温故障信号。
3.根据权利要求1所述的一种集约式SVG功率单元驱动板，其特征在于，所述的电源单元也连接到电容的两端GA和GN上，经过保护电路、电源产生电路和多绕组变压器形成多路电源24V1、24V2、24V3、24V4、15V、GND、-15V和-5V，其中-5V反馈到电源检测电路，经过调压电路控制电源产生电路，进而保持电压输出的稳定。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110022141A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-16 | 瓴芯电子科技(无锡)有限公司 | 功率器件的驱动装置与获取功率器件实时状态的方法 |
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2013
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Cited By (2)
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| CN110022141A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-16 | 瓴芯电子科技(无锡)有限公司 | 功率器件的驱动装置与获取功率器件实时状态的方法 |
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