CN205081472U - 带过温保护的有源电力滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带过温保护的有源电力滤波器，包括指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及主电路，所述指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及主电路依次连接，所述主电路耦接有过温保护电路，所述过温保护电路包括测温单元、一级比较单元、一级控制单元、一级驱动单元、二级比较单元、二级控制单元和二级驱动单元，其中，所述测温单元包括热敏电阻。本实用新型的带过温保护的有源电力滤波器，其测温单元具有更好地温度特性，能够根据IGBT温度的变化快速做出动作，具有控制精度高，控制速度快的特点，将IGBT温度值保持在一个较佳的范围内，此外，还设置了一级比较单元和二级比较单元，使得温度控制的范围可调。

Description

带过温保护的有源电力滤波器

技术领域

本实用新型涉及有源电力滤波器，尤其是带过温保护的有源电力滤波器。

背景技术

有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM驱动电路发出信号发送给内部的开关器件IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波的目的，其中IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，通过开关动作控制逆变器产生电流，其控制极若长期处于工作状态难免产生热量。

现有公告号为CN204118708U的专利公开了一种IGBT的过温保护电路，用于有源电力滤波器的IGBT，包括：测温单元：设置于外部IGBT的控制极上以感应IGBT控制极的温度，并输出相应的过温信号；控制单元：耦接于测温单元以接收过温信号，并输出相应的控制信号；执行单元：耦接于控制单元以响应控制信号，并对IGBT的控制极进行降温。

上述过温保护电路测温的原理大致如下：通过三极管的结温特性，当IGBT控制极温度升高时，触发三极管导通，对IGBT控制极进行分流，从而实现降温的目的，但是，选用三极管作为测温元件，其准确度和灵敏度不佳，在实际运用中，难免存在控制精度不高并且控制滞后的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供带过温保护的有源电力滤波器，其测温单元具有更好地温度特性，能够根据IGBT温度的变化快速做出动作，具有控制精度高，控制速度快的特点，将IGBT温度值保持在一个较佳的范围内。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：带过温保护的有源电力滤波器，包括指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及主电路，所述指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及主电路依次连接，所述主电路耦接有过温保护电路，所述过温保护电路包括：

测温单元：设于主电路中IGBT的控制极以感应IGBT控制极的温度，耦接于外部电源以根据IGBT控制极温度的变化而输出相应的测温信号；

一级比较单元：耦接于测温单元以接收测温信号，与内部一级基准电压信号进行比较，并输出一级比较信号；

一级控制单元：耦接于一级比较单元以接收一级比较信号，对一级比较信号进行放大，并输出一级控制信号；

一级驱动单元：耦接于驱动电路与IGBT控制极的公共接点，并响应于一级控制信号，以对IGBT控制极进行分流，使其温度下降；

二级比较单元：耦接于测温单元以接收测温信号，与内部二级基准电压信号进行比较，并输出二级比较信号；

二级控制单元：耦接于二级比较单元以接收二级比较信号，对二级比较信号进行放大，并输出二级控制信号；

二级驱动单元：耦接于二级控制单元以响应二级控制信号，还耦接于主电路的供电端以控制主电路通电或断电；

所述测温单元包括热敏电阻。

本实用新型进一步设置为：

所述一级比较单元包括：

第一调压部：耦接于外部电源；

第一比较部：其同相输入端耦接于测温单元的输出端，其反向输入端耦接于第一调压部的输出端。

本实用新型进一步设置为：所述一级比较单元包括：

第二调压部：耦接于外部电源；

第二比较部：其同相输入端耦接于测温单元的输出端，其反向输入端耦接于第二调压部的输出端。

本实用新型进一步设置为：所述第一调压部和所述第二调压部均包括可调电阻。

本实用新型进一步设置为：所述一级控制单元包括：

第一三极管：其输入级耦接于第一比较部的输出端；

第一继电器：其线圈耦接于第一三极管的输出级。

本实用新型进一步设置为：所述一级驱动单元包括：

常开开关：响应于第一继电器的线圈；

第三三极管：其控制极耦接于常开开关，输出级耦接于驱动电路与IGBT控制极的公共接点。

本实用新型进一步设置为：所述二级控制单元包括：

第二三极管：其输入级耦接于第二比较部的输出端；

第二继电器：其线圈耦接于第二三极管的输出级。

本实用新型进一步设置为：所述二级驱动单元包括：

常闭开关：响应于第二继电器的线圈，耦接于主电路的供电端。

通过采用上述技术方案，本实用新型的带过温保护的有源电力滤波器，其测温单元采用热敏电阻，热敏电阻的温度特性相较于三极管的结温特性要强得多，不但温度曲线好，而且工作状态也更加稳定，此外设置了一级比较单元和二级比较单元，使得控制的温度范围可调，当IGBT温度值超过了内部的一级基准电压值时，一级驱动单元对IBGT的控制极进行分流，以控制温度，若IGBT温度高居不下，并超过了内部的二级基准电压值，二级驱动单元切断主电路的电源，以对其进行保护。

相较于现有技术中的带过温保护的有源电力滤波器，本实用新型的带过温保护的有源电力滤波器具有以下优势：本实用新型的带过温保护的有源电力滤波器，其测温单元具有更好地温度特性，能够根据IGBT温度的变化快速做出动作，具有控制精度高，控制速度快的特点，将IGBT温度值保持在一个较佳的范围内，此外，还设置了一级比较单元和二级比较单元，使得温度控制的范围可调。

附图说明

图1为本实施例中有源电力滤波器的框图；

图2为本实施例中过温保护电路原理图；

图3为本实施例中一级驱动单元原理图。

附图标记：A1、测温单元；A2、一级比较单元；A21、第一调压部；A22、第一比较部；A3、一级控制单元；A4、二级比较单元；A41、第二调压部；A42、第二比较部；A5、二级控制单元；A6、一级驱动单元；A7、二级驱动单元；RT、热敏电阻。

具体实施方式

参照图1至图3对本实用新型的带过温保护的有源电力滤波器的实施例做进一步说明。

本实用新型的带过温保护的有源电力滤波器，包括指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及主电路，所述指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及主电路依次连接，所述主电路耦接有过温保护电路，所述过温保护电路包括，设于主电路中IGBT的控制极以感应IGBT控制极的温度，耦接于外部电源以根据IGBT控制极温度的变化而输出相应的测温信号的测温单元A1，耦接于测温单元A1以接收测温信号，与内部一级基准电压信号进行比较，并输出一级比较信号的一级比较单元A2，耦接于一级比较单元A2以接收一级比较信号，对一级比较信号进行放大，并输出一级控制信号的一级控制单元A3，耦接于驱动电路与IGBT控制极的公共接点，并响应于一级控制信号，以对IGBT控制极进行分流，使其温度下降的一级驱动单元A6，耦接于测温单元A1以接收测温信号，与内部二级基准电压信号进行比较，并输出二级比较信号的二级比较单元A4，耦接于二级比较单元A4以接收二级比较信号，对二级比较信号进行放大，并输出二级控制信号的二级控制单元A5，耦接于二级控制单元A5以响应二级控制信号，还耦接于主电路的供电端以控制主电路通电或断电的二级驱动单元A7，所述测温单元A1包括热敏电阻RT。

所述一级比较单元A2包括，耦接于外部电源的第一调压部A21，以及其同相输入端耦接于测温单元A1的输出端，其反向输入端耦接于第一调压部A21的输出端的第一比较部A22。

所述一级比较单元A2包括，耦接于外部电源的第二调压部A41，以及其同相输入端耦接于测温单元A1的输出端，其反向输入端耦接于第二调压部A41的输出端的第二比较部A42，所述第一调压部A21和所述第二调压部A41均包括可调电阻。

所述一级控制单元A3包括，其输入级耦接于第一比较部A22的输出端的第一三极管T1，其线圈耦接于第一三极管T1的输出级的第一继电器K1。

所述一级驱动单元A6包括，响应于第一继电器K1的线圈的常开开关K1，其控制极耦接于常开开关K1，输出级耦接于驱动电路与IGBT控制极的公共接点的第三三极管T3。

所述二级控制单元A5包括，其输入级耦接于第二比较部A42的输出端的第二三极管T2，其线圈耦接于第二三极管T2的输出级的第二继电器K2。

所述二级驱动单元A7包括，响应于第二继电器K2的线圈，耦接于主电路的供电端的常闭开关K2。

具体实施过程：

本实用新型的带过温保护的有源电力滤波器，其测温单元A1采用热敏电阻RT，热敏电阻RT的温度特性相较于三极管的结温特性要强得多，不但温度曲线好，而且工作状态也更加稳定，本实用新型的温敏电阻为正温度系数的温敏电阻，当温度越高时，其阻值也就越高。

当IGBT的温度升高到了一定值，并超过了内部的一级基准电压时，一级比较单元A2输出有效地高电平信号，使得一级控制单元A3导通，一级控制单元A3内的第一继电器线圈K1吸合，响应于第一继电器线圈K1的常开开关K1闭合，使得一级驱动单元A6导通，此时IGBT控制极的部分电流被分流到第三三极管T3，从而使得IGBT降温。

当启动第一次降温后，IGBT的温度仍然无法得到控制，甚至升高到了内部的二级基准电压，此时二级比较单元A4有输出，输出的高电平信号使得二级控制单元A5导通，并控制二级驱动单元A7导通，最终使得主电路断电，以防止其烧坏。上述的一级比较单元A2和二级比较单元A4内的一级基准电压值和二级基准电压值可调，这样就可以调整所要控制的温度调整的范围。

本实用新型的测温单元A1包括第一电阻R1、热敏电阻RT、第二电阻R2、第三电阻R3，其中第三电阻为可调电阻，并且第二电阻R2和第三电阻R3构成了第一调压部A21，所述第一比较部A22包括第一比较器U1A；所述一级控制单元A3包括第四电阻R4、第一三极管T1和第一继电器K1，所述一级驱动单元A6包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、常开开关K1和第三三极管T3，所述第二调压部A41包括第五电阻R5和第六电阻R6，所述第六电阻R6为可调电阻，所述第二比较部A42包括第二比较器U1B，所述二级控制单元A5包括第七电阻R7、第二三极管T2和第二继电器K2，所述二级驱动单元A7包括常闭开关K2。图中还包括元器件电容C、电阻R以及电感L以及其他基础元器件，本实用新型将其视为本领域技术人员公知常识，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型的带过温保护的有源电力滤波器，其测温单元A1具有更好地温度特性，能够根据IGBT温度的变化快速做出动作，具有控制精度高，控制速度快的特点，将IGBT温度值保持在一个较佳的范围内，此外，还设置了一级比较单元A2和二级比较单元A4，使得温度控制的范围可调。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.带过温保护的有源电力滤波器，包括指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及主电路，所述指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及主电路依次连接，其特征在于：所述主电路耦接有过温保护电路，所述过温保护电路包括：

测温单元：设于主电路中IGBT的控制极以感应IGBT控制极的温度，耦接于外部电源以根据IGBT控制极温度的变化而输出相应的测温信号；

一级比较单元：耦接于测温单元以接收测温信号，与内部一级基准电压信号进行比较，并输出一级比较信号；

一级控制单元：耦接于一级比较单元以接收一级比较信号，对一级比较信号进行放大，并输出一级控制信号；

一级驱动单元：耦接于驱动电路与IGBT控制极的公共接点，并响应于一级控制信号，以对IGBT控制极进行分流，使其温度下降；

二级比较单元：耦接于测温单元以接收测温信号，与内部二级基准电压信号进行比较，并输出二级比较信号；

二级控制单元：耦接于二级比较单元以接收二级比较信号，对二级比较信号进行放大，并输出二级控制信号；

二级驱动单元：耦接于二级控制单元以响应二级控制信号，还耦接于主电路的供电端以控制主电路通电或断电；

所述测温单元包括热敏电阻。

2.根据权利要求1所述的带过温保护的有源电力滤波器，其特征在于：所述一级比较单元包括：

第一调压部：耦接于外部电源；

第一比较部：其同相输入端耦接于测温单元的输出端，其反向输入端耦接于第一调压部的输出端。

3.根据权利要求2所述的带过温保护的有源电力滤波器，其特征在于：所述一级比较单元包括：

第二调压部：耦接于外部电源；

第二比较部：其同相输入端耦接于测温单元的输出端，其反向输入端耦接于第二调压部的输出端。

4.根据权利要求3所述的带过温保护的有源电力滤波器，其特征在于：所述第一调压部和所述第二调压部均包括可调电阻。

5.根据权利要求1所述的带过温保护的有源电力滤波器，其特征在于：所述一级控制单元包括：

第一三极管：其输入级耦接于第一比较部的输出端；

第一继电器：其线圈耦接于第一三极管的输出级。

6.根据权利要求1所述的带过温保护的有源电力滤波器，其特征在于：所述一级驱动单元包括：

常开开关：响应于第一继电器的线圈；

第三三极管：其控制极耦接于常开开关，输出级耦接于驱动电路与IGBT控制极的公共接点。

7.根据权利要求1所述的带过温保护的有源电力滤波器，其特征在于：所述二级控制单元包括：

第二三极管：其输入级耦接于第二比较部的输出端；

第二继电器：其线圈耦接于第二三极管的输出级。

8.根据权利要求1所述的带过温保护的有源电力滤波器，其特征在于：所述二级驱动单元包括：

常闭开关：响应于第二继电器的线圈，耦接于主电路的供电端。