CN201039590Y - 无感电容板结构 - Google Patents

Abstract

一种无感电容板结构，属于电力技术领域，包括印制板(1)，其特征是在印制板(1)的正面和反面均覆有金属导电层，无感电容器(2)安装在印制板(1)上，它的负极与印制板(1)正面的金属导电层焊接相连，它的正极与印制板(1)反面的金属导电层焊接相连，无感电容器(2)的负极通过与印制板(1)正面的金属导电层焊接相连的负极连接柱(3)连接到负母排(5)上，无感电容器(2)的正极通过与印制板(1)反面的金属导电层焊接相连的正极连接柱(4)连接到正母排(6)上，正母排(6)和负母排(5)叠装在一起，它们之间安装有绝缘纸。本实用新型解决了现有的DSTATCOM的主电路存在的杂散电感大，可靠性差的问题，具有主电路杂散电感小、结构可靠、扩展性好的优点。

Description

无感电容板结构

技术领域

本实用新型涉及一种电力自动化产品，尤其是电网静止同步补偿器(即DSTATCOM)用的电容安装板的结构，具体地说是一种无感电容板结构。

背景技术

电网谐波污染问题日益严重，人们对供电可靠性和电能质量的要求却越来越高。配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)可以克服无源滤波器等传统谐波抑制产品的缺点，以其卓越的滤波性能受到广泛关注。近几年来，数字信号处理技术的高速发展，使得以数字化控制技术实现的有源电力滤波器成为电力电子技术中新的研究热点。但令人遗憾的是，国内现在对大容量DSTATCOM的研发还处于起步阶段，主电路结构比较简陋，可靠性不高，整体构架不清晰，拆卸性能不佳等。近年来虽然也作了一些改进，但它们仍然存在：

1.杂散电感大：直接将无感电容安装固定在正负母排的螺柱上，而且在接触处的载流量小，杂散电感大。

2.固定不紧：将每个无感电容器的电阻腿绕成圆环状，直接固定在螺柱上，这样不仅不易固定，而且装拆非常不便，且电阻腿容易损坏。

3.无感电容的容量无法扩展。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的DSTATCOM的主电路中的无感电容器因安装连接方式不对而存在的杂散电感大、固定不可靠、容易扩展性差的问题，提供一种新型的无感电容板结构，以保证主电路杂散电感小、结构可靠、电解电容不易损坏。

本实用新型的技术方案是：

一种无感电容板结构，包括印制板1，其特征是在印制板1的正面和反面均覆有金属导电层，无感电容器2安装在印制板1上，它的负极与印制板1正面的金属导电层焊接相连，它的正极与印制板1反面的金属导电层焊接相连，无感电容器2的负极通过与印制板1正面的金属导电层焊接相连的负极连接柱3连接到负母排5上，无感电容器2的正极通过与印制板1反面的金属导电层焊接相连的正极连接柱4连接到正母排6上，正母排6和负母排5叠装在一起，它们之间安装有绝缘纸。

所述的无感电容器2的连接方向与母排磁场方向平行。

本实用新型的有益效果：

1.利用本实用新型的无感电容板制造的缓冲电路更为可靠，它大大减少了缓冲电路的杂散电感，有利于保证主电路更为可靠安全地运行。

2.整体结构电路清晰、结构美观，便于调试和维护。

3.能有效保证无感电容器不易损坏，无感电容器直接焊在印制板上，印制板连接在螺柱上，这样，电容器装拆方便，不易损坏。

4.电容的容量可扩展，无感电容器的个数可以根据需要进行增减。

附图说明

图1是使用本实用新型的无感电容的缓冲电路图。

图2是本实用新型的无感电容器布置方向与杂散电感之间的关系示意图。

图3是本实用新型的无感电容排结构示意图。

图4是图3的A-A剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图3、4所示。

一种无感电容板结构，包括印制板1，其特征是在印制板1的正面和反面均覆有金属导电层，无感电容器2安装在印制板1上，它的负极与印制板1正面的金属导电层焊接相连，它的正极与印制板1反面的金属导电层焊接相连，无感电容器2的负极通过与印制板1正面的金属导电层焊接相连的负极连接柱3连接到负母排5上，无感电容器2的正极通过与印制板1反面的金属导电层焊接相连的正极连接柱4连接到正母排6上，正母排6和负母排5叠装在一起，它们之间安装有绝缘纸。正母排6和负母排5之间的距离应小于等于0.8mm。

本实用新型未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

以下是本实用新型的电气原理说明：

图1是安装有本实用新型无感电容板的缓冲电路图。无感电容是用于吸收IGBT关断过程中释放的能量。按照能量守恒定理，缓冲电容吸收的能量等于直流母线的等效电感释放的能量，则有如下等式：

$\frac{1}{2}{L}_5{I}_0^2=\frac{1}{2}{C}_2\mathrm{\Δ}{U}^2$ $C_2=\frac{L_5{I}_0^2}{\mathrm{\Δ}{U}^2}$ $\mathrm{\Δ}{U}^2=\frac{L_5{I}_0^2}{C_2}$

式中L₅是等效引线电感，由主电路结构决定，I₀是负载电流，C₂是无感电容容量，L3、L4是驱动电路等效电感，C₁是直流侧电解电容，L1、L2是直流侧等效电感。在同样的电流下，要使电压变化小，就必须减小缓冲电路杂散电感，增大电容容量。而且可以看出，缓冲电路杂散越小，同样的电压变化下所需的无感电容容量也越小。

在具体设计缓冲电路时，可采用28只2uF/DC1250V的无感电容并联，以增大无感电容的容量，减小电压过冲。在此基础之上，无感电容焊接在PCB上，通过连接螺柱固定PCB在母排。能有效减小连接过程中的电感，同时也增加了电路的通流能力和主电路整体的美观性和良好的可拆卸性。

图2是各种PCB设计方案的比较。第一组上图正负母排几乎无重叠，下图正负母排完全重叠，下图布线杂散电感是上图的布线杂散电感的20％。第二组上下图都是正负母排都是对称重叠的，但是上图电容的连接方向和母排磁场方向垂直，下图电容的连接方向和母排磁场方向平行，下图的杂散电感是上图的杂散电感30％。第三组上下图也是正负母排对称重叠，无感电容的连接方向和母排磁场方向平行，只是并联安装电容的数目增加，减小电流的回路面积，母排的杂散减小50％。由于图中的杂散电感是逐级递减的，所以本实用新型采用了第三组方案设计的PCB，使电流回路包含的面积最小，有效减小缓冲电路的杂散电感。通过测量缓冲电路杂散电感小于10nH。通过以上改进，可有效地减小了在IGBT关断过程中缓冲电路无感电容的电压过冲，有效地保护了IGBT可靠运行。

Claims (2)

1.一种无感电容板结构，包括印制板(1)，其特征是在印制板(1)的正面和反面均覆有金属导电层，无感电容器(2)安装在印制板(1)上，它的负极与印制板(1)正面的金属导电层焊接相连，它的正极与印制板(1)反面的金属导电层焊接相连，无感电容器(2)的负极通过与印制板(1)正面的金属导电层焊接相连的负极连接柱(3)连接到负母排(5)上，无感电容器(2)的正极通过与印制板(1)反面的金属导电层焊接相连的正极连接柱(4)连接到正母排(6)上，正母排(6)和负母排(5)叠装在一起，它们之间安装有绝缘纸。

2.根据权利要求1所述的无感电容板结构，其特征是所述的无感电容器(2)的连接方向与母排磁场方向平行。

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