CN202586329U - 自放电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自放电电路，包括辅助电源，功率开关，功率电阻、小信号开关器件以及分压电路。功率电阻与功率开关串联于直流母线正负两端，小信号开关器件与与辅助电源以及分压电路均电连接；功率开关，包括一控制端与该分压电路电连接。系统断电后，辅助电源停止输出电压，使得小信号开关器件关断，直流母线电压通过分压电路分压产生电压至功率开关的控制端，从而导通功率开关，直流母线电压通过功率电阻快速放电。在系统通电时，辅助电源输出电压使得小信号开关器件开通，使得功率开关的控制端接地而关断该功率开关，放电通路断开。本实用新型可快速将直流母线电容所储存的能量放至安全范围内，且正常工作时损耗低；无外加控制信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种直流母线快速放电的电路。
背景技术
传统的逆变器输入断后是靠辅助电源板、控制器控制开关或者假负载的低阻回路来实现直流母线电压放电；但在某些应用中，直流母线电压不能接于辅助电源板输入端，此时无法通过辅助电源板来进行放电，或者辅助电源板放电时间过长，不满足安规要求。在使用假负载进行母线电压放电时，如果要求较短时间内完成放电，则需要使得假负载较大，而这又会影响机器正常工作性能，如果要求正常工作时功率损耗较小，则放电时间又较长。而在使用控制器控制开关方式进行直流母线放电时需要依赖于外部控制信号进行负责切换，即通过外部控制信号控制正常工作时放电电阻不工作，断电后放电电阻进行放电，然而此方案需要从外部获得控制信号，系统比较复杂此可靠性较低。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型目的是针对现有放电电路放电速度与功率损耗无法同时满足要求，系统复杂，可靠性较低等不足，提供一种新型放电电路，利用辅助电源的输出作为控制信号，减小系统复杂性，提高系统可靠性，提高放电速度，减小放电电路功率损耗。
为实现以上目的，采用了如下技术进行实现：
一种自放电电路，用于控制直流母线的放电，该自放电电路包括辅助电源、分压电路、小信号开关器件、功率开关以及功率电阻。该分压电路，包括串联于直流母线以及接地点之间的第一电阻以及第二电阻。该小信号开关器件包括一与辅助电源连接的控制端、一第一受控端以及一第二受控端，第一受控端与该第一电阻以及第二电阻的连接节点电连接，该第二受控端接地。该功率开关包括一控制端与该连接节点电连接。该功率电阻与该功率开关串联于直流母线以及接地点之间。
其中，系统断电后，辅助电源停止输出电压，使得小信号开关器件关断，直流母线电压通过分压电路分压产生电压至功率开关的控制端，从而导通功率开关，直流母线电容通过功率电阻快速放电。在系统通电时，辅助电源输出电压使得小信号开关器件开通，使得功率开关的控制端接地而关断该功率开关，放电通路断开。
本实用新型可快速将直流母线电容所储存的能量放至安全范围内，且正常工作时损耗低；无外加控制信号，系统可靠性高。
与传统放电电路相比本实用新型具有如下优点：
1.无外加控制信号，使用辅助电源，直流母线电压进行功率开关器件控制；
2.较高的系统可靠性；
3.正常工作时，功率放电电阻不工作，损耗低；
4.系统断电后，功率放电电阻自动进行放电，放电时间短。
附图说明
图1为本实用新型第一实施方式中的自放电电路的电路图。
图2为本实用新型第二实施方式中的自放电电路的电路图。
具体实施方式
请参阅图1，为本实用新型第一实施方式中的自放电电路1的电路图。该自放电电路1包括辅助电源SPS、小信号开关器件OC1、分压电路10、功率开关Q1以及功率放电电阻R1。
该分压电路10包括串联于直流母线BUS以及接地点之间的第一电阻R2以及第二电阻R3。该辅助电源SPS与小信号开关器件OC1的控制端CP1连接，小信号开关器件OC1还包括一第一受控端BC1以及第二受控端BC2，该第一受控端BC1与该第一电阻R2以及第二电阻R3的连接节点N1电连接，该第二受控端BC2接地。该功率电阻R1与该功率开关Q1串联于直流母线BUS以及接地点之间并与直流母线BUS的电容C并联。该功率开关Q1的控制端与该连接节点N1连接，在本实施方式中，该功率开关Q1为高电平导通开关。
在本实施方式中，该第一电阻R2以及第二电阻R3为大阻值电阻，例如10K欧姆，该功率电阻R1为小阻值电阻，例如10欧姆。其中，该辅助电源SPS与系统电源电连接，当系统断电后，辅助电源SPS输出为零，即辅助电源停止输出电压，该小信号开关器件OC1截止，该直流母线BUS通过该分压电路10分压后，在该连接节点N1产生一电压，从而导通该功率开关Q1，从而直流母线BUS的电容C通过该功率电阻R1迅速放电。
当系统上电后，该辅助电源输出电压，从而该小信号开关器件OC1导通，该功率开关Q1的控制端CP2通过该导通的小信号开关器件OC1接地，从而使得该功率开关Q1相应的截止，功率电阻R1停止工作，即无电流流过功率电阻R1，而由于分压电路10的电阻为大阻值电阻，相当于断路，也可视为无电流流过，因此整个电路损耗极低。
在本实施方式中，该小信号开关器件OC1为一光耦合开关，该控制端CP1为该光耦合开关的正相输入端，该第一受控端CP1以及第二受控端CP2分别对应该光耦合开关的三极管部分的集电极和发射极。该功率开关Q1为N型的MOSFET。
在本实施方式中，该自放电电路1还包括其他用于驱动的电阻或用于滤波的电容，由于与本实用新型实质无关，故不在此多加描述。
在本实施方式中，该分压电路10还可包括一稳压管ZD1，该稳压管ZD1连接于该连接节点N1与该第二电阻R3之间，用于稳压该连接节点N1的电压。设直流母线BUS的电压为Vbus，则使得功率开关Q1控制端CP2电压为稳压管ZD1击穿电压与Vbus*（R3/（R3+R2））之和。显然，该稳压管ZD1可省略，当该稳压管ZD1省略时，该功率开关Q1的控制端CP2电压为Vbus*（R3/（R3+R2））。显然，该分压电路也可以包括多于两个的电阻。
本实用新型的自放电电路1，在系统断电后可以快速将储能电容C的电压放至安全范围之内，在系统上电时可以将功率电阻关断，自放电电路损耗减小至0.1W以下。
请参阅图2，为本实用新型第二实施方式中自放电电路的电路图。与该第一实施方式的区别在于，在第二实施方式中，该小信号开关器件OC1为一三极管，该控制端CP1为该三极管的基极，该第一受控端CP1以及第二受控端CP2分别对应该三极管的集电极和发射极。在其他实施方式中，该小信号开关器件OC1为一MOS管，该控制端CP1为该MOS管的栅极，该第一受控端CP1以及第二受控端CP2分别对应该三极管的漏极和源极。在其他实施方式中，该小信号开关器件OC1以及该功率开关均可为IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）。
以上具体实施方式对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (7)
1.一种自放电电路，用于控制包括电容的直流母线的放电，其特征在于，该自放电电路包括：
辅助电源；
分压电路，包括串联于直流母线以及接地点之间的第一电阻以及第二电阻；
小信号开关器件，包括一与辅助电源连接的控制端、一第一受控端以及一第二受控端，第一受控端与该第一电阻以及第二电阻的连接节点电连接，该第二受控端接地；
一功率开关，包括一控制端与该连接节点电连接；以及
一功率电阻，与该功率开关串联于直流母线以及接地点之间。
2.根据权利要求1所述的自放电电路，其特征在于，所述小信号开关器件为光耦合开关，该小信号开关器件的控制端对应该光耦合开关的正相输入端，该第一受控端以及第二受控端分别对应该光耦合开关的三极管部分的集电极和发射极。
3.根据权利要求1所述的自放电电路，其特征在于，所述小信号开关器件为一三极管，该控制端为该三极管的基极，该第一受控端以及第二受控端分别对应该三极管的集电极和发射极。
4.根据权利要求1所述的自放电电路，其特征在于，所述小信号开关器件为光耦合开关、三极管、IGBT或MOSFET中的一种。
5.根据权利要求1所述的自放电电路，其特征在于，所述功率开关为IGBT以及MOSFET中的一种，所述功率开关的控制端对应该IGBT的基极或该MOSFET的栅极。
6.根据权利要求1所述的自放电电路，其特征在于，该分压电路还包括一稳压管，该稳压管连接于该第二电阻以及该连接节点之间。
7.根据权利要求1所述的自放电电路，其特征在于，该辅助电源与系统的电源电连接，当系统断电后，辅助电源输出为零，该小信号开关器件截止，该直流母线的电压通过该分压电路分压后，在该连接节点产生一电压，从而导通该功率开关，从而直流母线的电容通过该功率电阻迅速放电；当系统上电后，该辅助电源输出电压，从而该小信号开关器件导通，该功率开关的控制端通过该导通的小信号开关器件接地，从而使得该功率开关相应的截止。
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