CN106696740B - 下电安全装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说涉及一种下电安全装置。其包括依次电连接的控制模块、放电电路模块、功率变换电路模块；放电电路模块包括放电电阻单元和电子开关单元；放电电阻单元的一端电连接至所述功率变换电路模块输出端的输出正端，另一端通过电子开关单元电连接至所述功率变换电路模块输出端的输出负端；控制模块根据功率变换电路模块的开启或关闭状态，通过控制电子开关单元的通断进而控制放电电路模块的通断。本发明的下电安全装置消除了功率模块关机后输出端口存留高压的安全问题。该放电电路在功率模块工作时不产生额外损耗，在模块关机后能快速放电。

Description

下电安全装置
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体地说涉及一种下电安全装置。
背景技术
在工业应用中有大量高直流输出电压(约200V～800V)的需求，如电动汽车充电桩高压直流模块。高压直流模块给电动车充电结束后与汽车充电设备断开，高压直流模块内部的电容仍残留较多的电荷和较高的电压，导致输出端口仍存在危险电压；此时需要采用特别的放电设备对其电荷进行泄放，保证高压直流模块的工程人员和操作人员的人身安全和设备安全。在目前的充电桩系统设计中，通常是通过大容量的电阻加接触器的方式进行保护放电，系统设计复杂，并且响应速度慢，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种下电安全装置，其解决了高压功率模块关机后输出端口存留高压的安全问题，在高压功率模块关机后快速放电，简单可靠。
一种下电安全装置，其特征在于，包括依次电连接的控制模块、放电电路模块、功率变换电路模块；所述控制模块根据功率变换电路模块的开启或关闭状态控制所述放电电路模块的通断。
优选的是，所述放电电路模块包括放电电阻单元和电子开关单元；所述放电电阻单元的一端电连接至所述功率变换电路模块输出端的输出正端，另一端通过电子开关单元电连接至所述功率变换电路模块输出端的输出负端；所述控制模块根据功率变换电路模块的开启或关闭状态，通过控制电子开关单元的通断进而控制放电电路模块的通断。
优选的是，所述控制模块包括相互电连接的可编程控制芯片单元和驱动电路单元；所述可编程控制芯片单元用于控制所述功率变换电路模块的开启或关闭，同时根据功率变换电路模块的开启或关闭产生控制信号；所述驱动电路单元根据接收到的控制信号控制所述电子开关单元的通断。
优选的是，所述控制模块包括相互电连接的驱动信号检测电路单元和驱动电路单元；所述驱动信号检测电路单元用于检测功率变换电路模块的驱动电路信号状态，同时根据检测到的功率变换电路模块的驱动电路信号状态产生控制信号；所述驱动电路单元根据接收到的控制信号控制所述电子开关单元的通断。
优选的是，当可编程控制芯片单元控制所述功率变换电路模块开启时，同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开，使放电电路模块断开；当可编程控制芯片单元控制所述功率变换电路模块关闭时，同时产生有效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的有效下电控制信号控制电子开关单元道通，使放电电路模块导通放电，且放电时间为有效时间T；当放电超过有效时间T之后下可编程控制芯片单元产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开，使放电电路模块断开，不再产生导通损耗；当在有效时间T内可编程控制芯片单元控制所述功率变换电路模块开启时，同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开，使放电电路模块断开。
优选的是，当所述驱动信号检测电路单元检测到功率变换电路模块有驱动电路信号时，同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开，使放电电路模块断开；当所述驱动信号检测电路单元检测到功率变换电路模块无驱动电路信号时，同时产生有效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的有效下电控制信号控制电子开关单元导通，使放电电路模块导通放电，且放电时间为有效时间T；当放电超过有效时间T之后，驱动信号检测电路单元检测到功率变换电路模块无驱动电路信号时，同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开。
优选的是，所述有效时间T由功率变换电路模块输出端的输出正端和输出负端的压差、安全电压以及放电电路模块的参数计算得到；所述安全电压为放电有效时间T后的残留电压。
优选的是，所述电子开关为MOSFET、IGBT、继电器中的一种。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明的下电安全装置在功率变换电路模块关机时，电子开关导通，使放电电路模块导通放电，使得功率变换电路模块残余的电荷和较高的电压，经过放电导通后降低，以保证安全；当放电持续有效时间T后，电子开关断开，使放电电路模块断开，以减少放电电路模块产生不必要的导通损耗。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的下电安全装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例中的下电安全装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中的下电安全装置的控制方法流程图；
图4为本发明另一实施例中的下电安全装置的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例
如图1所示，一种下电安全装置，包括依次电连接的控制模块1、放电电路模块2、功率变换电路模块3；控制模块1根据功率变换电路模块3的开启或关闭状态控制放电电路模块2的通断。
其中，放电电路模块2包括放电电阻单元21和电子开关单元22；放电电阻单元21的一端电连接至功率变换电路模块3输出端的输出正端，另一端通过电子开关单元22电连接至功率变换电路模块3输出端的输出负端；
控制模块1包括电连接的可编程控制芯片单元11驱动电路单元12；可编程控制芯片单元11用于控制功率变换电路模块3的开启或关闭，同时根据功率变换电路模块3的开启或关闭产生控制信号；驱动电路单元12根据接收到的控制信号控制电子开关单元22的通断；
如图3所示，工作时，由可编程控制芯片单元11发出开机或关机指令控制功率变换电路模块3的开启或关闭，同时产生下电控制信号；当可编程控制芯片单元11发出开机指令控制功率变换电路模块3开启时，同时可编程控制芯片单元11产生无效下电控制信号，驱动电路单元12根据接收到的效下电控制信号控制电子开关单元22断开，使放电电路模块2断开，放电电路模块2不产生导通损耗；当功率变换电路模块3关闭时，下电控制信号单元12产生有效下电控制信号，驱动电路单元12根据接收到的有效下电控制信号控制电子开关单元22道通，使放电电路模块2导通放电，且放电时间为有效时间T，在放电过程中，功率变换电路模块3输出端口存留的高压或电荷得以释放，以保证工作人员的操作安全；当放电超过有效时间T之后，可编程控制芯片单元11产生无效下电控制信号，驱动电路单元12根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元22断开，使放电电路模块2断开，不再产生导通损耗；当在有效时间T内，可编程控制芯片单元11控制功率变换电路模块3开启时，同时立即产生无效下电控制信号，驱动电路单元12根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元22断开，使放电电路模块2断开，避免放电电路模块2产生多余的功耗。其中，有效时间T由功率变换电路模块3输出端的输出正端和输出负端的压差、安全电压以及放电电路模块2的参数计算得到，安全电压为放电有效时间T后功率变换电路模块3输出端的输出正端和输出负端残留电压差。电子开关为MOSFET、IGBT、继电器中的一种。
如图2所示，在另一实施例中，控制模块1包括电连接的驱动信号检测电路单元13和驱动电路单元14；驱动信号检测电路单元13用于检测功率变换电路模块3的驱动电路信号状态同时根据检测到的功率变换电路模块3的驱动电路信号状态产生控制信号；驱动电路单元14根据接收到的控制信号控制电子开关单元22的通断。
如图4所示，当功率变换电路模块3的驱动电路有驱动时，则认为是开机，功率变换电路模块3的的驱动电路无驱动时，认为是关机；当驱动信号检测电路单元13检测到功率变换电路模块3有驱动电路信号时同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元14根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元22断开，使放电电路模块2断开；当驱动信号检测电路单元13检测到功率变换电路模块3没有驱动电路信号时同时产生有效下电控制信号，驱动电路单元14根据接收到的有效下电控制信号控制电子开关单元22导通，使放电电路模块2导通放电，且放电时间为有效时间T，在放电过程中，功率变换电路模块3输出端口存留的高压或电荷得以释放，以保证工作人员的操作安全；当放电超过有效时间T之后，且驱动信号检测电路单元13检测到功率变换电路模块3无驱动电路信号时同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元14根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元22断开，为下一次功率变换电路模块3开机做好准备。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (4)

1.一种下电安全装置，其特征在于，包括依次电连接的控制模块、放电电路模块、功率变换电路模块；所述控制模块根据功率变换电路模块的开启或关闭状态控制所述放电电路模块的通断，所述放电电路模块包括放电电阻单元和电子开关单元；所述放电电阻单元的一端电连接至所述功率变换电路模块输出端的输出正端，另一端通过电子开关单元电连接至所述功率变换电路模块输出端的输出负端；所述控制模块根据功率变换电路模块的开启或关闭状态，通过控制电子开关单元的通断进而控制放电电路模块的通断，所述控制模块包括相互电连接的可编程控制芯片单元和驱动电路单元；所述可编程控制芯片单元用于控制所述功率变换电路模块的开启或关闭，同时根据功率变换电路模块的开启或关闭产生控制信号；所述驱动电路单元根据接收到的控制信号控制所述电子开关单元的通断，所述控制模块包括相互电连接的驱动信号检测电路单元和驱动电路单元；所述驱动信号检测电路单元用于检测功率变换电路模块的驱动电路信号状态，同时根据检测到的功率变换电路模块的驱动电路信号状态产生控制信号；所述驱动电路单元根据接收到的控制信号控制所述电子开关单元的通断，当可编程控制芯片单元控制所述功率变换电路模块开启时，同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开，使放电电路模块断开；当可编程控制芯片单元控制所述功率变换电路模块关闭时，同时产生有效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的有效下电控制信号控制电子开关单元道通，使放电电路模块导通放电，且放电时间为有效时间T；当放电超过有效时间T之后下可编程控制芯片单元产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开，使放电电路模块断开，不再产生导通损耗；当在有效时间T内可编程控制芯片单元控制所述功率变换电路模块开启时，同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开，使放电电路模块断开。
2.如权利要求1所述的下电安全装置，其特征在于，当所述驱动信号检测电路单元检测到功率变换电路模块有驱动电路信号时，同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开，使放电电路模块断开；当所述驱动信号检测电路单元检测到功率变换电路模块无驱动电路信号时，同时产生有效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的有效下电控制信号控制电子开关单元导通，使放电电路模块导通放电，且放电时间为有效时间T；当放电超过有效时间T之后，驱动信号检测电路单元检测到功率变换电路模块无驱动电路信号时，同时产生无效下电控制信号，驱动电路单元根据接收到的无效下电控制信号控制电子开关单元断开。
3.如权利要求1所述的下电安全装置，其特征在于，所述有效时间T由功率变换电路模块输出端的输出正端和输出负端的压差、安全电压以及放电电路模块的参数计算得到；所述安全电压为放电有效时间T后的残留电压。
4.如权利要求1所述的下电安全装置，其特征在于，所述电子开关为MOSFET、IGBT、继电器中的一种。
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