CN204089591U - 一种斩波电路及风机变流器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种斩波电路及风机变流器，将第一电阻作为泄能电阻，第一电容作为直流侧电容，第一二极管作为阻断二极管，通过将第一二极管与半桥模块的第一开关管和第二开关管串联，实现半桥模块与第一电容，即直流侧电容的间接连接，避免了现有技术中半桥模块与直流侧电容直接连接，导致的半桥模块损坏时使得直流侧电容有较大的短路电流，进而导致母排等其他周围器件的损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及一种斩波电路及风机变流器。
背景技术
近几年，新的国网标准要求风力发电机组必须具备低电压穿越能力，为了防止在低电压穿越期间或者电网抖动时直流侧出现过压，在风机变流器中需要加入斩波电路。
目前，经常使用的斩波电路的电路图如图1所示，包括：半桥IGBT模块11，泄能电阻R1，直流侧电容C1。在图1所示的电路中，半桥IGBT模块的正负排封装在一起，同时直接与直流侧电容连接，当半桥IGBT模块因损坏而短路时，会使得直流侧电容短路，巨大的短路电流会导致模块炸裂，进一步导致母排等其他周围器件的损坏，造成较大的损失。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种针对半桥模块的斩波电路及风机变流器，以解决现有技术中在半桥IGBT模块出现故障而短路时，巨大的短路电流造成模块炸裂并进一步造成周围器件的损坏的问题，其具体方案如下：
一种斩波电路，应用于风机变流器，包括：第一电阻，第一电容，第一二极管以及半桥模块，
所述半桥模块包括相互串联封装在一起的第一开关管和第二开关管；
所述第一二极管、第一开关管、第二开关管依次串联，串联后的电路与所述第一电容并联，所述第一电阻与第一二极管及第一开关管串联后的电路并联。
进一步的，还包括：第一寄生电感，吸收电路，
所述第一寄生电感一端连接第一电容的一端，另一端连接第一二极管的一端，所述第一寄生电感串联于所述第一二极管、第一开关管、第二开关管及第一电容组成的回路中；
所述吸收电路与第二开关管并联。
进一步的，还包括：第二寄生电感，
所述第二寄生电感与第一电阻串联，串联后，与所述第一二极管及第一开关管串联的电路并联连接。
进一步的，所述吸收电路安装于吸收板PCB上，所述第一二极管与所述吸收电路同时安装于所述吸收板PCB上。
进一步的，所述吸收电路包括：第四电容，第四二极管，第二电阻，
所述第四二极管与第二电阻并联后，与所述第四电容串联。
一种风机变流器，包括：网侧变流器，与网侧变流器相连的机侧变流器，与机侧变流器相连的直流侧电容以及与直流侧电容相连的斩波电路，
所述网侧变流器、机侧变流器及直流侧电容用于将发电机组产生的电能整流成直流，并逆变成交流电；
所述斩波电路用于泄放直流侧多余的能量，降低直流侧电压；
所述斩波电路包括：第一电阻，第一电容，第一二极管，半桥模块，
所述半桥模块包括相互串联并封装在一起的第一开关管和第二开关管；
所述第一二极管、第一开关管、第二开关管依次串联，串联后的电路与所述第一电容并联，所述第一电阻与第一二极管及第一开关管串联后的电路并联。
进一步的，所述斩波电路还包括：第一寄生电感，吸收电路，
所述第一寄生电感一端连接第一电容的一端，另一端连接第一二极管的一端，所述第一寄生电感串联于所述第一二极管、第一开关管、第二开关管及第一电容组成的回路中；
所述吸收电路与第二开关管并联。
进一步的，所述斩波电路还包括：第二寄生电感，
所述第二寄生电感与第一电阻串联，串联后，与所述第一二极管及第一开关管串联的电路并联连接。
进一步的，所述吸收电路安装于吸收板PCB上，所述第一二极管与所述吸收电路同时安装于所述吸收板PCB上。
进一步的，所述吸收电路包括：第四电容，第四二极管，第二电阻，
所述第四二极管与第二电阻并联后，与所述第四电容串联。
从上述技术方案可以看出，本申请公开的斩波电路及风机变流器，将第一电阻作为泄能电阻，第一电容作为直流侧电容，第一二极管作为阻断二极管，通过将第一二极管与半桥模块的第一开关管和第二开关管串联，实现半桥模块与第一电容，即直流侧电容的间接连接，避免了现有技术中半桥模块与直流侧电容直接连接，导致的半桥模块损坏时使得直流侧电容有较大的短路电流，进而导致母排等其他周围器件的损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种斩波电路的电路图；
图2为本实用新型实施例公开的一种斩波电路的电路图；
图3为本实用新型实施例公开的一种风机变流器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型公开了一种斩波电路，应用于风机变流器，其电路图如图2所示，包括：
第一电阻R1，第一电容C1，第一二极管D1，半桥模块24。
其中，半桥模块24包括相互串联并封装在一起的第一开关管241和第二开关管242。
第一二极管D1、第一开关管241、第二开关管242依次串联连接，串联后，与第一电容C1并联，第一二极管D1与第一开关管241串联，串联后的电路与第一电阻R1并联。
优选的，第一开关管241具体包括：第一三极管Q1，第二寄生二极管D2，第二寄生电容C2。
第一三极管Q1与第二寄生二极管D2并联，同时与第二寄生电容C2并联。
第二开关管242具体包括：第二三极管Q2，第三寄生二极管D3，第三寄生电容C3。
第二三极管Q2与第三寄生二极管D3并联，同时与第三寄生电容C3并联。
第一开关管241可以为多种结构，并不仅限于此处的第一三极管Q1、第二寄生二极管D2、第二寄生电容C2的形式；第二开关管242也可以为多种结构，并不仅限于此处的第二三极管Q2、第三寄生二极管D3、第三寄生电容C3的形式。
进一步的，本实施例公开的斩波电路，还可以包括：第一寄生电感L1，吸收电路25。
第一寄生电感L1一端连接第一电容C1的一端，另一端连接第一二极管D1的一端，第一寄生电感L1串联于第一二极管D1、第一开关管241、第二开关管242及第一电容C1组成的回路中。
吸收电路25与第二开关管242并联。
另外，本实施例公开的斩波电路，还可以包括：第二寄生电感L2。
第二寄生电感L2与第一电阻R1串联，串联后的电路与第一二极管D1及第一开关管141串联后的电路并联连接。
其中，将第一二极管D1作为阻断二极管，将第一电阻R1作为泄能电阻，第一电容C1作为直流侧电阻，将第二开关管242作为开关管，第一开关管241的第二二极管D2与第一二极管D1串联在一起作为续流二极管，第一电感L1为母线正负引线的寄生电感，第二电感L2为泄能电阻及其引线的寄生电感。
当第二开关管242开通时，斩波电路泄能，第一电容C1，即直流侧电容通过第一电阻R1即泄能电阻，以及第二开关管242泄放；当斩波电路停止工作时，第二开关管242关断，母线寄生电感，即第一寄生电感L1产生的能量通过吸收电路15吸收，同时，根据泄能电阻寄生电感，即第二寄生电感L2的大小以及电流的变化率，当L2di/iRL时，泄能电阻即第一电阻R1的电流通过续流二极管续流，即通过第一二极管D1及第二二极管D2续流，流过第一二极管D1的电流波形为三角形，其峰值远小于半桥模块的第二开关管关断时的电流。
其中，第一二极管D1的工作电流为脉冲冲击电流，对于690V系统风机变流器来说，直流侧电容上电压正常稳定在1100V左右，可以选择耐压为1600V左右，额定电流为几十安培的T0-247封装的二极管，并且，可以将第一二极管D1直接与吸收电路25同时安装在吸收板PCB上，不与半桥模块封装在一起，实现了物理隔离。
本实施例公开应用于风机变流器的斩波电路，将第一电阻作为泄能电阻，第一电容作为直流侧电容，第一二极管作为阻断二极管，通过将第一二极管与半桥模块的第一开关管和第二开关管串联，实现半桥模块与第一电容，即直流侧电容的间接连接，避免了现有技术中半桥模块与直流侧电容直接连接，导致的半桥模块损坏时使得直流侧电容有较大的短路电流，进而导致母排等其他周围器件的损坏。
进一步的，本实施例公开的斩波电路中，吸收电路的电路结构具体包括：第四电容C4，第四二极管D4，第二电阻R2。
第四二极管D4与第二电阻R2并联后，与第四电容C4串联。
本实施例公开了一种风机变流器，其结构示意图如图3所示，包括：
网侧变流器31，与网侧变流器31相连的机侧变流器32，与机侧变流器相连的直流侧电容C0，与直流侧电容C0相连的斩波电路33。
网侧变流器31、机侧变流器32及直流侧电容C0用于将发电机组产生的电能整流成直流，并逆变成交流电，斩波电路32用于降低发电机组的直流侧电压。
斩波电路33用于泄放直流侧多余的能量，降低直流侧电压。
其中，斩波电路33包括：第一电阻R1，第一电容C1，第一二极管D1，半桥模块24，具体的电路结构示意图如图2所示。
半桥模块24包括相互串联并封装在一起的第一开关管241和第二开关管242。
第一二极管D1、第一开关管241、第二开关管242依次串联连接，串联后，与第一电容C1并联，第一二极管D1与第一开关管241串联，串联后的电路与第一电阻R1并联。
优选的，第一开关管241具体包括：第一三极管Q1，第二寄生二极管D2，第二寄生电容C2。
第一三极管Q1与第二寄生二极管D2并联，同时与第二寄生电容C2并联。
第二开关管242具体包括：第二三极管Q2，第三寄生二极管D3，第三寄生电容C3。
第二三极管Q2与第三寄生二极管D3并联，同时与第三寄生电容C3并联。
进一步的，本实施例公开的斩波电路，还可以包括：第一寄生电感L1，吸收电路25。
第一寄生电感L1一端连接第一电容C1的一端，另一端连接第一二极管D1的一端，第一寄生电感L1串联于第一二极管D1、第一开关管241、第二开关管242及第一电容C1组成的回路中。
吸收电路25与第二开关管242并联。
另外，本实施例公开的斩波电路，还可以包括：第二寄生电感L2。
第二寄生电感L2与第一电阻R1串联，串联后的电路与第一二极管D1及第一开关管141串联后的电路并联连接。
其中，将第一二极管D1作为阻断二极管，将第一电阻R1作为泄能电阻，第一电容C1作为直流侧电阻，将第二开关管242作为开关管，第一开关管241的第二二极管D2与第一二极管D1串联在一起作为续流二极管，第一电感L1为母线正负引线的寄生电感，第二电感L2为泄能电阻及其引线的寄生电感。
当第二开关管242开通时，斩波电路泄能，第一电容C1，即直流侧电容通过第一电阻R1即泄能电阻，以及第二开关管242泄放；当斩波电路停止工作时，第二开关管242关断，母线寄生电感，即第一寄生电感L1产生的能量通过吸收电路15吸收，同时，根据泄能电阻寄生电感，即第二寄生电感L2的大小以及电流的变化率，当L2di/iRL时，泄能电阻即第一电阻R1的电流通过续流二极管续流，即通过第一二极管D1及第二二极管D2续流，流过第一二极管D1的电流波形为三角形，其峰值远小于半桥模块的第二开关管关断时的电流。
其中，第一二极管D1的工作电流为脉冲冲击电流，对于690V系统风机变流器来说，直流侧电容上电压正常稳定在1100V左右，可以选择耐压为1600V左右，额定电流为几十安培的T0-247封装的二极管，并且，可以将第一二极管D1直接与吸收电路25同时安装在吸收板PCB上，不与半桥模块封装在一起，实现了物理隔离。
本实施例公开的风机变流器，由网侧变流器、机侧变流器、直流侧电容及斩波电路组成，其中，斩波电路将第一电阻作为泄能电阻，第一电容作为直流侧电容，第一二极管作为阻断二极管，通过将第一二极管与半桥模块的第一开关管和第二开关管串联，实现半桥模块与第一电容，即直流侧电容的间接连接，避免了现有技术中半桥模块与直流侧电容直接连接，导致的半桥模块损坏时使得直流侧电容有较大的短路电流，进而导致母排等其他周围器件的损坏。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种斩波电路，应用于风机变流器，其特征在于，包括：第一电阻，第一电容，第一二极管以及半桥模块，
所述半桥模块包括相互串联封装在一起的第一开关管和第二开关管；
所述第一二极管、第一开关管、第二开关管依次串联，串联后的电路与所述第一电容并联，所述第一电阻与第一二极管及第一开关管串联后的电路并联。
2.根据权利要求1所述的斩波电路，其特征在于，还包括：第一寄生电感，吸收电路，
所述第一寄生电感一端连接第一电容的一端，另一端连接第一二极管的一端，所述第一寄生电感串联于所述第一二极管、第一开关管、第二开关管及第一电容组成的回路中；
所述吸收电路与第二开关管并联。
3.根据权利要求1所述的斩波电路，其特征在于，还包括：第二寄生电感，
所述第二寄生电感与第一电阻串联，串联后，与所述第一二极管及第一开关管串联的电路并联连接。
4.根据权利要求2所述的斩波电路，其特征在于，所述吸收电路安装于吸收板PCB上，所述第一二极管与所述吸收电路同时安装于所述吸收板PCB上。
5.根据权利要求2所述的斩波电路，其特征在于，所述吸收电路包括：第四电容，第四二极管，第二电阻，
所述第四二极管与第二电阻并联后，与所述第四电容串联。
6.一种风机变流器，其特征在于，包括：网侧变流器，与网侧变流器相连的机侧变流器，与机侧变流器相连的直流侧电容，以及与直流侧电容相连的斩波电路，
所述网侧变流器、机侧变流器及直流侧电容用于将发电机组产生的电能整流成直流，并逆变成交流电；
所述斩波电路用于泄放直流侧多余的能量，降低直流侧电压；
所述斩波电路包括：第一电阻，第一电容，第一二极管，半桥模块，
所述半桥模块包括相互串联并封装在一起的第一开关管和第二开关管；
所述第一二极管、第一开关管、第二开关管依次串联，串联后的电路与所述第一电容并联，所述第一电阻与第一二极管及第一开关管串联后的电路并联。
7.根据权利要求6所述的风机变流器，其特征在于，所述斩波电路还包括：第一寄生电感，吸收电路，
所述第一寄生电感一端连接第一电容的一端，另一端连接第一二极管的一端，所述第一寄生电感串联于所述第一二极管、第一开关管、第二开关管及第一电容组成的回路中；
所述吸收电路与第二开关管并联。
8.根据权利要求6所述的风机变流器，其特征在于，所述斩波电路还包括：第二寄生电感，
所述第二寄生电感与第一电阻串联，串联后，与所述第一二极管及第一开关管串联的电路并联连接。
9.根据权利要求6所述的风机变流器，其特征在于，所述吸收电路安装于吸收板PCB上，所述第一二极管与所述吸收电路同时安装于所述吸收板PCB上。
10.根据权利要求7所述的风机变流器，其特征在于，所述吸收电路包括：第四电容，第四二极管，第二电阻，
所述第四二极管与第二电阻并联后，与所述第四电容串联。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420423343.4U CN204089591U (zh) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | 一种斩波电路及风机变流器 |
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| CN201420423343.4U CN204089591U (zh) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | 一种斩波电路及风机变流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204089591U true CN204089591U (zh) | 2015-01-07 |
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ID=52182257
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|---|---|
| CN (1) | CN204089591U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104617598A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-05-13 | 国家电网公司 | 一种基于动态直流泄能电阻的风电场低电压穿越方法 |
| CN112787313A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种船舶直流电网短路保护装置 |
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2014
- 2014-07-29 CN CN201420423343.4U patent/CN204089591U/zh active Active
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| CN112787313A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种船舶直流电网短路保护装置 |
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