CN204389062U - 一种用于有源电力滤波器的igbt节温采样电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开并提供了一种用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路。它包括三路温度采集电路、隔离转换电路，三个相同的温度采集电路分别包括温度传感器、多个阻容元件、集成电路、二极管，温度传感器分别装置在三个对应的IGBT发热点上，信号输出端连接温度采集电路的输入端，经电路处理后输出温控信号，三路温控信号输入至隔离转换电路，隔离转换电路包括运放器和光电隔离元件，对所述温控信号处理成控制信号输出供控制电路应用，控制电路根据控制信号的值进行相应的保护处理，保护IGBT及有源电力滤波器不受损坏，从而保障电网的稳定运行。本实用新型是一种电路简单稳定、成本低、易于实现的用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路。
背景技术
随着科技的发展，社会的进步，电能作为一种清洁、快捷、输送方便的可控型能源已经广泛应用于各行各业，由于整流和变频设备的投入，在给用户带来了极大的方便，同时，也对电网造成了污染，为此，有源电力滤波器（APF）作为现代谐波治理设备应运而生，凭借其体积小、容量连续可调、补偿谐波跟踪速度快的特点，将成为谐波治理行业的主流设备，其中，有源电力滤波器（APF）的IGBT控制方式成为其发展的关键技术，而IGBT温度控制成为IGBT控制方式的难点之一，IGBT节温太高就会很容易的烧毁IGBT，产生严重的设备事故，为此，快速准确的检测出IGBT的温度，成为解决IGBT温度控制关键步骤，也是提高有源电力滤波器效率、稳定性的重要内容，很好的控制IGBT的温度就能很好的利用有源电力滤波器。为此，国内外很多学者提出了不同的IGBT节温检测方式，例如使用高精度转换芯片，或者DSP处理方法等，但是，这样大大增加了使用该技术的有源电力滤波器的成本。
综上所述，目前现有技术中的用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路缺存在电路复杂、成本高的缺陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电路简单稳定、成本低、易于实现的用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括三路温度采集电路、隔离转换电路，所述三路温度采集电路与隔离转换电路电连接，工作电源由外部电源电路供给，所述三路温度采集电路包括三个相同的温度采集电路，它们分别包括温度传感器、多个阻容元件、集成电路、二极管，所述温度传感器分别装置在三个对应的IGBT发热点上，所述温度传感器的信号输出端连接温度采集电路的输入端，所述温度传感器的温度信号经阻容处理后输入所述集成电路的输入端，所述集成电路的输出端输出温控信号，所述三路温度采集电路输出的三路温控信号连接至隔离转换电路的输入端，所述隔离转换电路包括运放器和光电隔离元件，对所述三路温控信号经过运放和隔离处理成控制信号输出供控制电路应用。
所述外部电源电路包括负极公共端为GND的5V和12V两路直流电源输出以及公共端为GND的正、负15V两路直流电源输出，即：正端15V、外部电源负端GND15。
所述三路温度采集电路包括三个相同的温度采集电路，每路包括温度传感器、电阻Ⅰ、电阻Ⅱ、电阻Ⅲ、电阻Ⅳ、电阻XⅢ、电容Ⅰ、集成电路、二极管，所述温度传感器的一端连接所述外部电源5V，所述温度传感器的另一端连接所述电阻Ⅰ的一端、电阻Ⅱ的一端，所述电阻Ⅰ的另一端连接所述电容Ⅰ的一端、电阻Ⅲ的一端、公共端GND，所述电阻Ⅱ的另一端连接所述电容Ⅰ的另一端、电阻Ⅲ的另一端、所述电阻Ⅳ的一端，所述电阻Ⅳ的另一端连接所述集成电路的第三脚，所述二极管正向并联于所述集成电路的第二脚与第一脚，所述集成电路的第八脚连接所述外部电源12V，所述集成电路的第四脚连接公共端GND，所述集成电路的第二脚为信号V2输出点，所述三个相同的温度采集电路的信号V2输出点连接在一起并连接所述电阻XⅢ的一端，所述电阻XⅢ的另一端连接公共端GND。
所述隔离转换电路包括运算放大器Ⅰ、运算放大器Ⅱ、电阻XⅣ、电阻XV、电阻XVI、电容Ⅳ、光耦元件，所述运算放大器Ⅰ的第五脚连接所述温度采集电路的信号V2输出点，所述运算放大器Ⅰ的第六脚连接所述电容Ⅳ的一端、电阻XⅣ的一端、光耦元件的第四脚，所述电容Ⅳ的另一端连接所述运算放大器Ⅰ的第七脚、所述电阻XV的一端，所述电阻XⅣ的另一端连接所述公共端GND，所述电阻XV 的另一端连接所述运算放大器Ⅰ的第二脚，所述运算放大器Ⅰ的第一脚连接所述公共端GND，所述运算放大器Ⅰ的第三脚连接所述外部电源12V，所述运算放大器Ⅰ的第六脚连接所述外部电源正端15V，所述运算放大器Ⅰ的第五脚连接所述运算放大器Ⅱ的第五脚、所述电阻XVI的一端，所述电阻XVI的另一端连接所述外部电源负端GND15，所述运算放大器Ⅱ的第五脚、第六脚相连接为控制信号VO输出点。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型包括三路温度采集电路、隔离转换电路，所述三路温度采集电路与隔离转换电路电连接，工作电源由外部电源电路供给，所述三路温度采集电路包括三个相同的温度采集电路，它们分别包括温度传感器、多个阻容元件、集成电路、二极管，所述温度传感器分别装置在三个对应的IGBT发热点上，所述温度传感器的信号输出端连接温度采集电路的输入端，所述温度传感器的温度信号经阻容处理后输入所述集成电路的输入端，所述集成电路的输出端输出温控信号，所述三路温度采集电路输出的三路温控信号连接至隔离转换电路的输入端，所述隔离转换电路包括运放器和光电隔离元件，对所述三路温控信号经过运放和隔离处理成控制信号输出供控制电路应用，控制电路可以根据控制信号的值进行相应的保护处理，保护IGBT及有源电力滤波器不受损坏，从而保证电网的稳定运行。所以本实用新型是一种电路简单稳定、成本低、易于实现的用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路。
附图说明
图1是本实用新型的三路温度采集电路示意图；
图2为本实用新型的隔离转换电路示意图；
图3为本实用新型的实施电路原理示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本实用新型包括三路温度采集电路、隔离转换电路，所述三路温度采集电路与隔离转换电路电连接，工作电源由外部电源电路供给，所述三路温度采集电路包括三个相同的温度采集电路，它们分别包括温度传感器、多个阻容元件、集成电路、二极管，所述温度传感器分别装置在三个对应的IGBT发热点上，所述温度传感器的信号输出端连接温度采集电路的输入端，所述温度传感器的温度信号经阻容处理后输入所述集成电路的输入端，所述集成电路的输出端输出温控信号，所述三路温度采集电路输出的三路温控信号连接至隔离转换电路的输入端，所述隔离转换电路包括运放器和光电隔离元件，对所述三路温控信号经过运放和隔离处理成控制信号输出供控制电路应用。
所述外部电源电路包括负极公共端为GND的5V和12V两路直流电源输出以及公共端为GND的正、负15V两路直流电源输出，即：正端15V、外部电源负端GND15。
所述三路温度采集电路包括三个相同的温度采集电路，每路包括温度传感器、电阻Ⅰ R1、电阻Ⅱ R2、电阻Ⅲ R3、电阻Ⅳ R4、电阻XⅢ R13、电容Ⅰ C1、集成电路 U1A、二极管 D1，所述温度传感器的一端连接所述外部电源5V，所述温度传感器的另一端连接所述电阻Ⅰ R1的一端、电阻Ⅱ R2的一端，所述电阻Ⅰ R1的另一端连接所述电容Ⅰ C1的一端、电阻Ⅲ R3的一端、公共端GND，所述电阻Ⅱ R2的另一端连接所述电容Ⅰ C1的另一端、电阻Ⅲ R3的另一端、所述电阻Ⅳ R4的一端，所述电阻Ⅳ R4的另一端连接所述集成电路 U1A的第三脚，所述二极管 D1正向并联于所述集成电路 U1A的第二脚与第一脚，所述集成电路U1A的第八脚连接所述外部电源12V，所述集成电路U1A的第四脚连接公共端GND，所述集成电路U1A的第二脚为信号V2输出点，所述三个相同的温度采集电路的信号V2输出点连接在一起并连接所述电阻XⅢ R13的一端，所述电阻XⅢ R13的另一端连接公共端GND。
所述隔离转换电路包括运算放大器Ⅰ U1B、运算放大器Ⅱ U4B、电阻XⅣ R14、电阻XV R15、电阻XVI R16、电容Ⅳ C4、光耦元件U3，所述运算放大器Ⅰ U1B的第五脚连接所述温度采集电路的信号V2输出点，所述运算放大器Ⅰ U1B的第六脚连接所述电容Ⅳ C4的一端、电阻XⅣ R14的一端、光耦元件U3的第四脚，所述电容Ⅳ C4的另一端连接所述运算放大器ⅠU1B的第七脚、所述电阻XVR15的一端，所述电阻XⅣ R14的另一端连接所述公共端GND，所述电阻XV R15的另一端连接所述运算放大器Ⅰ U1B的第二脚，所述运算放大器Ⅰ U1B的第一脚连接所述公共端GND，所述运算放大器Ⅰ U1B的第三脚连接所述外部电源12V，所述运算放大器Ⅰ U1B的第六脚连接所述外部电源正端15V，所述运算放大器Ⅰ U1B的第五脚连接所述运算放大器Ⅱ U4B的第五脚、所述电阻XVI R16的一端，所述电阻XVI R16的另一端连接所述外部电源负端GND15，所述运算放大器Ⅱ U4B的第五脚、第六脚相连接为控制信号VO输出点。
本实施例中，三个相同的温度采集电路包括A路温度采样电路、B路温度采样电路、C路温度采样电路、或门电路，其中，A路温度采样电路由温度传感器1、R1、R2、R3、C1组成，对A路的IGBT进行节温取样，B路温度采样电路由温度传感器2、R5、R6、R7、C2组成，对B路的IGBT进行节温取样，C路温度采样电路由温度传感器3、R9、R10、R11、C3组成，对C路的IGBT进行节温取样，或门电路由R4、R8、R12、R13、U1A、U2A、U2B、D1、D2、D3组成，其中R13、R4用于平衡U1A的静态工作点，R13、R8用于平衡U2A的静态工作点，R13、R12用于平衡U2B的静态工作点，D1、D2、D3组成或门接口电路，以上几部分，共同完成对三路IGBT的节点温度采集。
隔离转换电路由U1B、U3、U4B、R14、R15、R16组成，其中U3为HCNR200双路光耦， R4=R16使得反馈补偿电流与输出电流相等，根据HCRN200输入输出电流特性，可以得到V2=VO，C4起到屏蔽放大器U1B输入噪声的作用，R15用于产生HCNR200双路光耦的输入电流。
外部供电电源中5V、12V、GND为同一公共端GND的两路输出电源的正端5V/12V、公共端GND，15V、GND15为另一路电源的正端15V、负端GND15。
本实用新型可广泛应用于用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路。
Claims (4)
1.一种用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路，其特征在于：它包括三路温度采集电路、隔离转换电路，所述三路温度采集电路与隔离转换电路电连接，工作电源由外部电源电路供给，所述三路温度采集电路包括三个相同的温度采集电路，它们分别包括温度传感器、多个阻容元件、集成电路、二极管，所述温度传感器分别装置在三个对应的IGBT发热点上，所述温度传感器的信号输出端连接温度采集电路的输入端，所述温度传感器的温度信号经阻容处理后输入所述集成电路的输入端，所述集成电路的输出端输出温控信号，所述三路温度采集电路输出的三路温控信号连接至隔离转换电路的输入端，所述隔离转换电路包括运放器和光电隔离元件，对所述三路温控信号经过运放和隔离处理成控制信号输出供控制电路应用。
2.根据权利要求1所述的一种用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路，其特征在于：所述外部电源电路包括负极公共端为GND的+5V和+12V两路直流电源输出以及公共端为GND的正、负15V两路直流电源输出，即：正端15V、外部电源负端（GND15）。
3.根据权利要求1所述的一种用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路，其特征在于：所述三路温度采集电路包括三个相同的温度采集电路，每路包括温度传感器、电阻Ⅰ（R1）、电阻Ⅱ（R2）、电阻Ⅲ（R3）、电阻Ⅳ（R4）、电阻XⅢ（R13）、电容Ⅰ（C1）、集成电路（U1A）、二极管（D1），所述温度传感器的一端连接所述外部电源5V，所述温度传感器的另一端连接所述电阻Ⅰ（R1）的一端、电阻Ⅱ（R2）的一端，所述电阻Ⅰ（R1）的另一端连接所述电容Ⅰ（C1）的一端、电阻Ⅲ（R3）的一端、公共端GND，所述电阻Ⅱ（R2）的另一端连接所述电容Ⅰ（C1）的另一端、电阻Ⅲ（R3）的另一端、所述电阻Ⅳ（R4）的一端，所述电阻Ⅳ（R4）的另一端连接所述集成电路（U1A）的第三脚，所述二极管（D1）正向并联于所述集成电路（U1A）的第二脚与第一脚，所述集成电路（U1A）的第八脚连接所述外部电源12V，所述集成电路（U1A）的第四脚连接公共端GND，所述集成电路（U1A）的第二脚为信号V2输出点，所述三个相同的温度采集电路的信号V2输出点连接在一起并连接所述电阻XⅢ（R13）的一端，所述电阻XⅢ（R13）的另一端连接公共端GND。
4.根据权利要求1所述的一种用于有源电力滤波器的IGBT节温采样电路，其特征在于：所述隔离转换电路包括运算放大器Ⅰ（U1B）、运算放大器Ⅱ（U4B）、电阻XⅣ（R14）、电阻XV（R15）、电阻XVI（R16）、电容Ⅳ（C4）、光耦元件（U3），所述运算放大器Ⅰ（U1B）的第五脚连接所述温度采集电路的信号V2输出点，所述运算放大器Ⅰ（U1B）的第六脚连接所述电容Ⅳ（C4）的一端、电阻XⅣ（R14）的一端、光耦元件（U3）的第四脚，所述电容Ⅳ（C4）的另一端连接所述运算放大器Ⅰ（U1B）的第七脚、所述电阻XV（R15）的一端，所述电阻XⅣ（R14）的另一端连接所述公共端GND，所述电阻XV（R15）的另一端连接所述运算放大器Ⅰ（U1B）的第二脚，所述运算放大器Ⅰ（U1B）的第一脚连接所述公共端GND，所述运算放大器Ⅰ（U1B）的第三脚连接所述外部电源12V，所述运算放大器Ⅰ（U1B）的第六脚连接所述外部电源正端15V，所述运算放大器Ⅰ（U1B）的第五脚连接所述运算放大器Ⅱ（U4B）的第五脚、所述电阻XVI（R16）的一端，所述电阻XVI（R16）的另一端连接所述外部电源负端（GND15），所述运算放大器Ⅱ（U4B）的第五脚、第六脚相连接为控制信号VO输出点。
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