CN208638234U - 转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转换器，包括：一个控制装置；一个直流链，其包括至少一个第五电容器；一个连接至所述正母线和所述负母线之间的第一直流连接开关式电源，其连接至所述控制装置并为该控制装置供电，其中，所述第一直流连接开关式电源包括一个第一变压器，其第一输入端连接至所述正母线，第二输入端通过一个第一三极管连接至所述负母线，所述第一三极管的集电极连接至所述第二输入端，其发射极连接至所述负母线，所述第二输出端还连接有一个第一二极管，所述第一二极管的另一端连接至第一电阻，所述第一电阻的另一端连接至所述正母线；一个冷却风扇；一个冷却风扇电源装置，其为所述冷却风扇供电。本实用新型可靠性更好。

Description

转换器

技术领域

本实用新型涉及转换器，尤其涉及一种带有电源装置的转换器。

背景技术

通用转换器广泛应用于许多领域，例如变速电动机(variable-speed motordrive)、电力传输领域(power transmission)和再生能源领域(renewable energy) 等。转换器的电源装置对于整个转换器来说至关重要，因为电源装置主要用于控制装置和冷却风扇，其中，冷却系统用于减少电源装置的能量损耗。

现有的用于控制装置和冷却风扇的转换器电源装置是高功率的，并且其输入连接至直流连接，其输出分别连接冷却风扇和控制装置。现有的用于控制装置和冷却风扇的转换器电源装置通常由开关式电源(SMPS，Switching Mode Power Supply)的直流连接来产生，因此开关式电源在传统转换器中是必不可少的元器件，然而，其也会导致高成本，并且，只用开关式电源也使得整个转换器的电源装置缺乏可靠性。这是由于转换器电源同时给控制装置和冷却风扇供电，其仅依靠一个开放式电源来供电，开关式电源的功率势必设置得比较大。并且，在这样的转换器电源中，只要有一路损坏，控制装置和冷却风扇的电源都会跟不上。

实用新型内容

本实用新型提供了一种转换器，包括：一个控制装置，其连接于一个IGBT 驱动装置；一个直流链，其包括至少一个第五电容器，所述第五电容器连接至正母线和负母线之间；一个连接至所述正母线和所述负母线之间的第一直流连接开关式电源，其连接至所述控制装置并为该控制装置供电，其中，所述第一直流连接开关式电源包括一个第一变压器，其第一输入端连接至所述正母线，第二输入端通过一个第一三极管连接至所述负母线，所述第一三极管的集电极连接至所述第二输入端，其发射极连接至所述负母线，所述第二输出端还连接有一个第一二极管，所述第一二极管的另一端连接至第一电阻，所述第一电阻的另一端连接至所述正母线，所述第一电阻和所述第一二极管的正极之间连接有一个第一电容，其另一端连接至所述正母线；一个冷却风扇；一个冷却风扇电源装置，其耦合于所述冷却风扇，并为所述冷却风扇供电,其中，所述第一变压器的第一输出端和第二输出端还并联有一个第二电容，其还并联于所述控制装置，所述第一变压器的第一输出端还连接有一个第二二极管。

进一步地，所述冷却风扇电源装置包括一个开关式电源，其两个输入端分别连接于所述正母线和所述负母线。

进一步地，所述开关式电源为一个第二直流连接开关式电源，其包括：一个第二变压器，其第一输入端连接至所述正母线，第二输入端通过一个第二三极管连接至所述负母线，所述第二三极管的集电极连接至所述第二输入端，其发射极连接至所述负母线，所述第二输出端还连接有一个第三二极管，所述第三二极管的另一端连接至第二电阻，所述第二电阻的另一端连接至所述正母线，所述第二电阻和所述第三二极管的正极之间连接有一个第三电容，其另一端连接至所述正母线，其中，所述第二变压器的第一输出端和第二输出端还并联有一个第四电容，其还并联于冷却风扇，所述第二变压器的第一输出端还连接有一个第四二极管，其中，所述第二直流连接开关式电源的功率高于所述第一直流连接开关式电源。

进一步地，所述第二三极管为npn型三极管。

进一步地，所述第二直流连接开关式电源的功率的取值范围为 500W～1000W。

进一步地，所述开关式电源的两个输入端还并联有一个降压变换器，其包括：一个并联于所述正母线和所述负母线之间的第六电容器，其通过一个第一连接点连接于所述正母线，所述第六电容器的另一端连接于所述负母线；第五二极管，其并联于所述第六电容器，并通过一个第二连接点连接于所述正母线，所述第五二极管的正极连接于所述负母线；一个第三电阻，其连接于所述第一连接点和所述第二连接点之间；一个第三三极管，其发射极和集电极分别连接于所述正母线。

进一步地，所述第三三极管为npn型三极管。

进一步地，所述开关式电源为一个外接的交流电源，或者一个外接的交流电源及其变压器的组合。

进一步地，所述开关式电源的输入交流电压取值范围为180V～264V，或者所述开关式电源的输入直流电压取值范围为240V～370V。

进一步地，所述第一直流连接开关式电源的功率的取值范围为 60W～150W。

本实施例两路分开供电，可靠性好，并且造价低。

附图说明

图1是根据本实用新型一个具体实施例的转换器的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个具体实施例的转换器的电路结构示意图，其中，转换器包括一个给控制装置10供电的第一直流连接开关式电源40和给冷却风扇20供电的第二直流连接开关式电源70；

图3是根据本实用新型一个具体实施例的转换器的电路结构示意图，其中，转换器包括一个给控制装置10供电的第一直流连接开关式电源40和给冷却风扇20供电的第二直流连接开关式电源70；

图4是根据本实用新型一个具体实施例的转换器的电路结构示意图，其中，所述开关式电源为一个外接的交流电源及其变压器的组合。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行说明。

本实用新型提供的转换器电源装置能够分别对控制装置和冷却风扇分别供电。为了降低成本，本实用新型利用标准的开关式电源(standard SMPS) 来替代自定义的高功率直流连接开关式电源(customized high power DC-link SMPS)。本实用新型的低功率直流连接开关式电源用于对控制装置供电，这样的开关式电源应用很广。

如图1所示，转换器包括一个控制装置10、一个直流链50、一个冷却风扇20和一个冷却风扇电源装置。其中，控制装置10连接于一个IGBT驱动装置30。直流链50包括至少一个第五电容器C₅，所述第五电容器C₅连接至正母线B₁和负母线B₂之间。冷却风扇电源装置耦合于所述冷却风扇20，并为所述冷却风扇20供电。转换器还进一步地包括一个连接至所述正母线B₁和所述负母线B₂之间的第一直流连接开关式电源40，其连接至所述控制装置10 并为该控制装置10供电。具体地，第一直流连接开关式电源40向冷却风扇20输出24V或48V的电压，第一直流连接开关式电源40向控制装置10输出24V的电压。

根据本发明的一个优选实施例，所述开关式电源为一个第二直流连接开关式电源70。如图2所示，控制装置10分别连接于IGBT驱动装置30和辅助风扇60，其中，辅助风扇60为可选组件。具体地，所述第一直流连接开关式电源40包括一个第一变压器T₁，其第一输入端连接至所述正母线B₁，第二输入端通过一个第一三极管Q₁连接至所述负母线B₂，所述第一三极管Q₁的集电极连接至所述第二输入端，其发射极连接至所述负母线B₂，所述第二输出端还连接有一个第一二极管D₁，所述第一二极管D₁的另一端连接至第一电阻R₁，所述第一电阻R₁的另一端连接至所述正母线B₁，所述第一电阻R₁和所述第一二极管D₁的正极之间连接有一个第一电容C₁，其另一端连接至所述正母线B₁。其中，所述第一变压器T₁的第一输出端和第二输出端还并联有一个第二电容C₂，其还并联于所述控制装置10，所述第一变压器T₁的第一输出端还连接有一个第二二极管D₂。

进一步地，所述开关式电源为一个第二直流连接开关式电源70，包括一个第二变压器T₂，其第一输入端连接至所述正母线B₁，第二输入端通过一个第二三极管Q₂连接至所述负母线B₂，所述第二三极管Q₂的集电极连接至所述第二输入端，其发射极连接至所述负母线B₂，所述第二输出端还连接有一个第三二极管D₃，所述第三二极管D₃的另一端连接至第二电阻R₂，所述第二电阻R₂的另一端连接至所述正母线B₁，所述第二电阻R₂和所述第三二极管D₃的正极之间连接有一个第三电容C₃，其另一端连接至所述正母线B₁，其中，所述第二变压器T₂的第一输出端和第二输出端还并联有一个第四电容 C₄，其还并联于冷却风扇20，所述第二变压器T₂的第一输出端还连接有一个第四二极管D₄。

特别地，所述第一三极管Q₁和第二三极管Q₂皆为npn型三极管。

其中，所述第二直流连接开关式电源70的功率高于所述第一直流连接开关式电源40。本实施例利用了一大一小两个直流连接开关式电源。其中，由于冷却风扇20功率比较大，因此用于给冷却风扇20供电的第二直流连接开关式电源70是大功率的。同时，由于控制装置10功率较小，因此用于给控制装置10供电的第一直流连接开关式电源40是小功率的。本实施例两路分开供电，可靠性好。

根据本实用新型的又一优选实施例，如图3所示，所述冷却风扇电源装置包括一个开关式电源103，其两个输入端分别连接于所述正母线B₁和所述负母线B₂。其中，所述开关式电源103是一个标准的开关式电源。所述开关式电源103的两个输入端还并联有一个降压变换器(Buck Converter)80，其包括一个第六电容器C₆、第五二极管D₅、一个第三电阻R₃和第三三极管Q₃。具体地，第六电容器C₆并联于所述正母线B₁和所述负母线B₂之间的其通过一个第一连接点a连接于所述正母线B₁，所述第六电容器C₆的另一端连接于所述负母线B₂。第五二极管D₅并联于所述第六电容器C₆，并通过一个第二连接点b连接于所述正母线B₁，所述第五二极管D₅的正极连接于所述负母线 B₂。一个第三电阻R₃连接于所述第一连接点a和所述第二连接点b之间。一个第三三极管Q₃发射极和集电极分别连接于所述正母线B₁。特别地，所述第三三极管Q₃为npn型三极管。

其中，所述第二直流连接开关式电源70的功率的取值范围为 500W～1000W，典型地为750。所述第一直流连接开关式电源40的功率的取值范围为60W～150W，典型地为70W。所述开关式电源103的输入交流电压取值范围为180V～264V，或者所述开关式电源103的输入直流电压取值范围为240V～370V，典型地为220V交流输入电压或者311V直流输入电压。

在本实施例中，降压变换器80用于将从第一直流连接开关式电源40来的高压转换成相对低压的低压直流电源，然后接标准的开关式电源103，并传输给冷却风扇20供电。这相当于把220V的交直流输入两用的开关电源。本实施例提供的转换器也分两路分别给控制装置10和冷却风扇20供电，并且由于标准的开关式电源价格低，整个转换器造价更低。

根据本实用新型的另一优选实施例，在可以提供220V或者通过变压器转换成220V的单相交流电源的应用场景中，所述开关式电源为一个外接的交流电源，或者一个外接的交流电源及其变压器的组合。如图4所示，变压器90 和标准的开关式电源103配合使用，能够单独为冷却风扇20供电。这更加提高了本实用新型的可靠性和可变性，并且这种方案造价更低。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；“第一”、“第二”等词语仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.转换器，其特征在于，包括：

一个控制装置(10)，其连接于一个IGBT驱动装置(30)；

一个直流链(50)，其包括至少一个第五电容器(C₅)，所述第五电容器(C₅)连接至正母线(B₁)和负母线(B₂)之间；

一个连接至所述正母线(B₁)和所述负母线(B₂)之间的第一直流连接开关式电源(40)，其连接至所述控制装置(10)并为该控制装置(10)供电，

其中，所述第一直流连接开关式电源(40)包括一个第一变压器(T₁)，其第一输入端连接至所述正母线(B₁)，第二输入端通过一个第一三极管(Q₁)连接至所述负母线(B₂)，所述第一三极管(Q₁)的集电极连接至所述第二输入端，其发射极连接至所述负母线(B₂)，所述第二输出端还连接有一个第一二极管(D₁)，所述第一二极管(D₁)的另一端连接至第一电阻(R₁)，所述第一电阻(R₁)的另一端连接至所述正母线(B₁)，所述第一电阻(R₁)和所述第一二极管(D₁)的正极之间连接有一个第一电容(C₁)，其另一端连接至所述正母线(B₁)；

一个冷却风扇(20)；

一个冷却风扇电源装置，其耦合于所述冷却风扇(20)，并为所述冷却风扇(20)供电,

其中，所述第一变压器(T₁)的第一输出端和第二输出端还并联有一个第二电容(C₂)，其还并联于所述控制装置(10)，所述第一变压器(T₁)的第一输出端还连接有一个第二二极管(D₂)。

2.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述冷却风扇电源装置包括一个开关式电源(103)，其两个输入端分别连接于所述正母线(B₁)和所述负母线(B₂)。

3.根据权利要求2所述的转换器，其特征在于，所述开关式电源为一个第二直流连接开关式电源(70)，其包括：

一个第二变压器(T₂)，其第一输入端连接至所述正母线(B₁)，第二输入端通过一个第二三极管(Q₂)连接至所述负母线(B₂)，所述第二三极管(Q₂)的集电极连接至所述第二输入端，其发射极连接至所述负母线(B₂)，所述第二输出端还连接有一个第三二极管(D₃)，所述第三二极管(D₃)的另一端连接至第二电阻(R₂)，所述第二电阻(R₂)的另一端连接至所述正母线(B₁)，所述第二电阻(R₂)和所述第三二极管(D₃)的正极之间连接有一个第三电容(C₃)，其另一端连接至所述正母线(B₁)，其中，所述第二变压器(T₂)的第一输出端和第二输出端还并联有一个第四电容(C₄)，其还并联于冷却风扇(20)，所述第二变压器(T₂)的第一输出端还连接有一个第四二极管(D₄)，

其中，所述第二直流连接开关式电源(70)的功率高于所述第一直流连接开关式电源(40)。

4.根据权利要求3所述的转换器，其特征在于，所述第二三极管(Q₂)为npn型三极管。

5.根据权利要求3所述的转换器，其特征在于，所述第二直流连接开关式电源(70)的功率的取值范围为500W～1000W。

6.根据权利要求2所述的转换器，其特征在于，所述开关式电源(103)的两个输入端还并联有一个降压变换器(80)，其包括：

一个并联于所述正母线(B₁)和所述负母线(B₂)之间的第六电容器(C₆)，其通过一个第一连接点(a)连接于所述正母线(B₁)，所述第六电容器(C₆)的另一端连接于所述负母线(B₂)；

第五二极管(D₅)，其并联于所述第六电容器(C₆)，并通过一个第二连接点(b)连接于所述正母线(B₁)，所述第五二极管(D₅)的正极连接于所述负母线(B₂)；

一个第三电阻(R₃)，其连接于所述第一连接点(a)和所述第二连接点(b)之间；

一个第三三极管(Q₃)，其发射极和集电极分别连接于所述正母线(B₁)。

7.根据权利要求6所述的转换器，其特征在于，所述第三三极管(Q₃)为npn型三极管。

8.根据权利要求2所述的转换器，其特征在于，所述开关式电源(103)为一个外接的交流电源，或者一个外接的交流电源及其变压器(90)的组合。

9.根据权利要求8所述的转换器，其特征在于，所述开关式电源(103)的输入交流电压取值范围为180V～264V，或者所述开关式电源(103)的输入直流电压取值范围为240V～370V。

10.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述第一直流连接开关式电源(40)的功率的取值范围为60W～150W。