CN203368322U - 低损耗串联电容均压装置 - Google Patents
低损耗串联电容均压装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203368322U CN203368322U CN 201320385561 CN201320385561U CN203368322U CN 203368322 U CN203368322 U CN 203368322U CN 201320385561 CN201320385561 CN 201320385561 CN 201320385561 U CN201320385561 U CN 201320385561U CN 203368322 U CN203368322 U CN 203368322U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- switching tube
- electrically connected
- voltage
- grid
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种低损耗串联电容均压装置。本实用新型的目的是提供一种结构简单、可靠性高、成本低的低损耗串联电容均压装置。本实用新型的技术方案是：低损耗串联电容均压装置，它包括串联于直流母线正负极之间的电容器组C1和C2，以及分别与电容器组C1和C2并联的开关管Q1和Q2；所述开关管Q1为N沟道MOS管，其漏极接直流母线的正极，源极电连接有用于限制放电电流的电阻R1，该电阻R1另一端与电容器组C1和C2的串联中点电连接，栅极与源极之间电连接有电阻R2；所述开关管Q2为P沟道MOS管，其漏极接直流母线的负极，源极与开关管Q1的源极电连接，栅极与漏极之间电连接有电阻R3；所述开关管Q1的栅极与开关管Q2的栅极电连接，且电阻R2和R3的阻值相同。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种低损耗串联电容均压装置。
背景技术
电容器的耐压受材料及结构的限制是有限的，尤其是大量使用的铝电解电容，通常最高耐压为450V。在很多应用中，直流母线电压会超过600V或更高，这时就必须将电容串联使用，以保证单个电容器承受电压不超过最高耐压值。但由于电子器件必然存在离散差异性，导致串联后两组电容器的电压不一定相等。如果电容数量增加，或使用不同批次的电容，这种差异将愈实用新型显。并且这种差异是动态的，无法通过器件筛选来保证系统寿命期间电容特性始终保持不变。如果直接串联，则电容器可能会承受超过其耐受的电压，产生不可恢复的损害，导致整个系统失效。因此必须用一种装置来保持电容器组的电压基本相等。传统的方法是在每一个电容器组的两端并联大小相等的电阻器，该电阻器的阻值由电容组的特性决定，流过电阻器的电流必须远大于电容器组的漏电流，否则无法起到均压作用。使用这种方法，均压电阻始终承受直流母线的高电压，会产生很大的功耗和热量。这不仅影响系统效率，也使整体可靠性降低。在已公开的专利中也有一些相关技术方案，但或结构复杂，成本高可靠性差；或无法实际应用。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种结构简单、可靠性高、成本低的低损耗串联电容均压装置。
本实用新型所采用的技术方案是：低损耗串联电容均压装置，其特征在于：它包括串联于直流母线正负极之间的电容器组C1和C2，以及分别与电容器组C1和C2并联的开关管Q1和Q2；所述开关管Q1为N沟道MOS管，其漏极接直流母线的正极，源极电连接有用于限制放电电流的电阻R1，该电阻R1另一端与电容器组C1和C2的串联中点电连接，栅极与源极之间电连接有电阻R2；所述开关管Q2为P沟道MOS管，其漏极接直流母线的负极，源极与开关管Q1的源极电连接，栅极与漏极之间电连接有电阻R3；所述开关管Q1的栅极与开关管Q2的栅极电连接，且电阻R2和R3的阻值相同。
所述均压装置还包括一双向电压控制装置1，其一端直接与开关管Q1和Q2的栅极电连接，另一端直接与开关管Q1和Q2的源极电连接，并且其阈值电压小于开关管Q1和Q2的栅极最高允许电压。
所述双向电压控制装置1为双向TVS管。
本实用新型的有益效果是：1、本装置可以使用在任意类型、任意容量的电容器组中，电容器的容量不影响开关管的选型，且开关管不需要承受大电流，从而降低了成本。2、放电限流电阻R1只在开关管导通时才承受电压，工作时间很短，功耗极小，不需要使用大功率电阻。3、相比于传统的电阻均压方式，本实用新型功耗得到了显著降低，且不增加成本。4、相比于已公开的其他专利，本实用新型不需要使用比较器、微处理器或变压器等复杂器件，不需要外部电源，结构极为简单，可靠性和实用性更高。
附图说明
图1是本实用新型的电路示意图。
图2是本实用新型电容器组C1电压偏高，执行均压时的等效电路图。
图3是本实用新型电容器组C2电压偏高，执行均压时的等效电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括串联于直流母线正负极之间的电容器组C1和C2，以及分别与电容器组C1和C2并联的开关管Q1和Q2（负责释放较高电压的电容器组的能量）；所述电容器组C1的正极与直流母线正极电连接，电容器组C2的正极与电容器组C1的负极电连接，负极与直流母线的负极电连接；所述开关管Q1为N沟道MOS管，其漏极接直流母线的正极，源极电连接有电阻R1，该电阻R1另一端与电容器组C1和C2的串联中点电连接，用于将电容器组C1 和C2放电时的电流限制在开关管Q1和Q2的安全范围之内，栅极与源极之间电连接有电阻R2；所述开关管Q2为P沟道MOS管，其漏极接直流母线的负极，源极与开关管Q1的源极电连接，栅极与漏极之间电连接有电阻R3；所述开关管Q1的栅极与开关管Q2的栅极电连接，且电阻R2和R3的阻值相同，用以保证两个开关管Q1和Q2的栅极电压等于二分之一的直流母线电压。
所述均压装置还包括一双向电压控制装置1，作为开关管Q1和Q2的保护器件，将开关管Q1和Q2驱动端（栅极）的电压限制在安全范围内。本例中，该双向电压控制装置采用双向TVS管（瞬态电压抑制器，开通的相应时间短至微秒级），其一端直接与开关管Q1和Q2的栅极电连接，另一端直接与开关管Q1和Q2的源极电连接，并且其阈值电压小于开关管Q1和Q2的栅极最高允许电压。
本实施例的工作原理如下：
假设直流母线上的电压为Ubus，电容器组C1两端的电压U1和电容器组C2两端的电压U2必然满足：U1+U2=Ubus。电路中A点电压UA=U2，由于电阻R2和R3阻值相等，因此B点电压UB=1/2Ubus。本实施例选择栅极开启阈值大致相等的MOS管，开关管Q1开启阈值电压记为Uth，开关管Q2开启阈值电压记为-Uth。
如果电容器组C1和C2的电压完全相等，则A点电压UA=U2=U1=1/2Ubus，AB两点电压差为0，则开关管Q1和Q2保持关闭，电容器组C1和C2电压保持不变。
如果电容器组C1和C2电压出现差异，但AB两点之间的电压差小于开关管开启阈值Uth，即∣UA-UB∣<Uth，则开关管Q1和Q2仍保持关闭状态，电容器组C1和C2电压保持不变。
如图2所示，当电容器组C1和C2之间的压差增大，至UA-UB>Uth时，开关管Q1和Q2的栅极、源极之间为正压差且大于栅极开启阈值Uth，此时，开关管Q1开启，开关管Q2关闭，电容器组C1通过开关管Q1向电阻R1释放能量，直至压差正常。
如图3所示，当UA-UB<-Uth时，开关管Q1和Q2的栅极、源极之间为负压差且小于栅极开启阈值-Uth，此时，开关管Q1关闭，开关管Q2开启，电容器组C2通过开关管Q2向电阻R1释放能量，直至压差正常。
如果电容器组C1和C2电压差异很大，AB两点之间的电压差绝对值超过TVS管的阈值电压，则TVS管击穿放电，保持开关管Q1和Q2的栅极电压不超过最大允许值。在电容器组C1和C2的电压差恢复正常后，TVS管能自动恢复至截止状态。
Claims (3)
1.一种低损耗串联电容均压装置，其特征在于：它包括串联于直流母线正负极之间的电容器组C1和C2，以及分别与电容器组C1和C2并联的开关管Q1和Q2；所述开关管Q1为N沟道MOS管，其漏极接直流母线的正极，源极电连接有用于限制放电电流的电阻R1，该电阻R1另一端与电容器组C1和C2的串联中点电连接，栅极与源极之间电连接有电阻R2；所述开关管Q2为P沟道MOS管，其漏极接直流母线的负极，源极与开关管Q1的源极电连接，栅极与漏极之间电连接有电阻R3；所述开关管Q1的栅极与开关管Q2的栅极电连接，且电阻R2和R3的阻值相同。
2.根据权利要求1所述的低损耗串联电容均压装置，其特征在于：所述均压装置还包括一双向电压控制装置（1），其一端直接与开关管Q1和Q2的栅极电连接，另一端直接与开关管Q1和Q2的源极电连接，并且其阈值电压小于开关管Q1和Q2的栅极最高允许电压。
3.根据权利要求2所述的低损耗串联电容均压装置，其特征在于：所述双向电压控制装置（1）为双向TVS管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320385561 CN203368322U (zh) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | 低损耗串联电容均压装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320385561 CN203368322U (zh) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | 低损耗串联电容均压装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203368322U true CN203368322U (zh) | 2013-12-25 |
Family
ID=49816038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201320385561 Expired - Fee Related CN203368322U (zh) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | 低损耗串联电容均压装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203368322U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103337955A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-10-02 | 浙江省能源与核技术应用研究院 | 低损耗串联电容均压装置 |
| CN111614258A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-01 | 任守华 | 基于mos管串联放电的高压发生器 |
| CN117458849A (zh) * | 2023-10-19 | 2024-01-26 | 国网经济技术研究院有限公司 | 一种柔性直流换流阀子模块拓扑结构及其参数设计方法 |
-
2013
- 2013-07-01 CN CN 201320385561 patent/CN203368322U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103337955A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-10-02 | 浙江省能源与核技术应用研究院 | 低损耗串联电容均压装置 |
| CN111614258A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-01 | 任守华 | 基于mos管串联放电的高压发生器 |
| CN117458849A (zh) * | 2023-10-19 | 2024-01-26 | 国网经济技术研究院有限公司 | 一种柔性直流换流阀子模块拓扑结构及其参数设计方法 |
| CN117458849B (zh) * | 2023-10-19 | 2024-04-16 | 国网经济技术研究院有限公司 | 一种柔性直流换流阀子模块拓扑结构及其参数设计方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201256290Y (zh) | 一种抑制浪涌电流和防输入电压反接的保护电路 | |
| CN203039657U (zh) | 一种igbt缓冲电路 | |
| CN204131085U (zh) | 基于热插拔芯片的电池系统防浪涌电路 | |
| CN107947557A (zh) | 一种抗过压、欠压浪涌的软启动电路 | |
| CN105978300A (zh) | 一种级联式高压固态开关 | |
| CN203368322U (zh) | 低损耗串联电容均压装置 | |
| CN103337955A (zh) | 低损耗串联电容均压装置 | |
| CN204089183U (zh) | 一种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路 | |
| CN203219266U (zh) | 一种高压串联mos管驱动电路 | |
| CN105450023A (zh) | 一种开关管控制电路 | |
| CN103259298A (zh) | 一种电池均衡电路及mos管开关电路 | |
| CN202997539U (zh) | 一种超级电容电压均衡保护电路 | |
| CN105356437A (zh) | 一种防浪涌电路 | |
| CN202309061U (zh) | 一种缩短电源输出电压下降时间的电路 | |
| CN204131110U (zh) | 基于离散元件的电池系统防浪涌电路 | |
| CN202930923U (zh) | 电池极性接反保护电路 | |
| CN103647314B (zh) | 一种超级电容充电保护装置 | |
| CN102882625A (zh) | 一种电力线载波通信同步检测电路 | |
| CN218569902U (zh) | 一种省耗电源的智能切换电路 | |
| CN202708270U (zh) | 电磁阀控制电路 | |
| CN202363919U (zh) | 一种电池均衡电路及mos管开关电路 | |
| CN202564975U (zh) | 一种电池均衡电路及mos管开关电路 | |
| CN207625441U (zh) | 一种抗过压、欠压浪涌的软启动电路 | |
| CN204145314U (zh) | 一种船闸式开关电源 | |
| CN209345120U (zh) | 一种快速放电的rc充放电电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131225 Termination date: 20140701 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |