CN209088807U - 直流母线电容放电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直流母线电容放电电路，包括保护模块、开关模块、驱动模块及放电模块，保护模块包括第一电子开关Q1，开关模块包括第二电子开关Q2、二极管D1及第三电子开关Q3；二极管D1连接于第二电子开关Q2与第一电子开关Q1之间；驱动模块包括第四电子开关U1，第四电子开关的一端分别连接第一电子开关Q1与第二电子开关Q2。第四电子开关U1驱动所述第一电子开关Q1与所述第二电子开关Q2。上述直流母线电容放电电路，根据驱动模块对辅助电源输出状态的监测，利用第四电子开关U1驱动第二电子开关Q2与第三电子开关Q3的导通或关断，选择性地将放电模块接入放电电路，以提高放电速率，相对于现有技术，大大缩短了放电时间，降低了能量损耗。

Description

直流母线电容放电电路

技术领域

本实用新型涉及光伏逆变器技术领域，特别是涉及一种直流母线电容放电电路。

背景技术

现有的许多电力电子变换设备中一般会存在较高的直流母线电压，而直流母线电压一般通过大容量的电容来维持稳定。直流母线电容的容量较大，电压较高，在设备掉电停止运行后，一定时间内，必须要将存储在直流母线电容中的电压释放到较低水平，以此避免维护时发生触电事故。当前采用的直接在母线上并联功率电阻的放电方式，无法兼顾功率损耗低和放电速度快的实际需求。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种直流母线电容放电电路。

一种直流母线电容放电电路，用于在电力变换设备断电时对用于维持电压稳定的直流母线电容进行放电，包括：

保护模块，用于连接所述直流母线电容，包括三端的第一电子开关Q1；

开关模块，包括三端的第二电子开关Q2、及分别连接所述第二电子开关Q2 的二极管D1与三端的第三电子开关Q3；所述二极管D1连接于所述第二电子开关Q2与所述第一电子开关Q1之间，所述二极管D1箝位，以使所述第一电子开关Q1与所述第二电子开关Q2的工作状态相反；

放电模块，连接所述开关模块与所述直流母线电容形成放电回路；及

驱动模块，用于连接辅助电源以获取所述辅助电源反馈的状态信号，包括第四电子开关U1，所述第四电子开关的一端分别连接所述第一电子开关Q1与所述第二电子开关Q2；所述第四电子开关U1驱动所述第一电子开关Q1与所述第二电子开关Q2，当所述第四电子开关U1导通时，所述第一电子开关Q1导通，所述第二电子开关Q2与所述第三电子开关Q3均关断，所述放电模块不接入电路；当所述第四电子开关U1关断时，所述第一电子开关Q1关断，所述第二电子开关Q2与所述第三电子开关Q3均导通，所述放电模块接入电路进行放电。

上述直流母线电容放电电路，根据驱动模块对辅助电源输出状态的监测，利用第四电子开关U1驱动第二电子开关Q2与第三电子开关Q3的导通或关断，选择性地将放电模块接入放电电路，以提高放电速率，相对于现有技术，大大缩短了放电时间，降低了能量损耗。

在其中一个实施例中，所述保护模块设有第一连接端及第二连接端，所述第一连接端连接所述直流母线电容的正极，所述第二连接端连接所述直流母线电容的负极。

在其中一个实施例中，所述保护模块包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6及 R7；所述电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7依次串联，所述电阻R1的一端连接所述第一连接端，所述电阻R7的一端连接所述第二连接端。

在其中一个实施例中，所述第一电子开关为三极管，所述第一电子开关Q1 的基极连接于所述电阻R6与所述电阻R7之间，所述第一电子开关Q1的集电极连接所述第二电子开关Q2的基极，所述第一电子开关Q1的发射极连接所述第二连接端。

在其中一个实施例中，所述开关模块还包括电阻R8、电阻R9、电容C1、C2 及稳压管ZD1；所述第二电子开关Q2为三极管，所述第三电子开关Q3为IGBT；所述第二电子开关Q2的基极连接所述第一电子开关Q1的集电极，所述第二电子开关Q2的集电极连接于所述电阻R5与电阻R6之间，所述第二电子开关Q2 的发射极连接所述电阻R9后连接所述第三电子开关Q3的门极；所述第三电子开关Q3的集电极连接所述放电模块，所述第三电子开关Q3的发射极连接所述第二连接端。

在其中一个实施例中，所述二极管D1的正极连接所述第二电子开关Q2的发射极，所述二极管D1的负极连接所述第二电子开关Q2的基极。

在其中一个实施例中，所述电容C1的正极连接所述第二电子开关Q2的集电极，所述电容C1的负极连接所述第二连接端；所述电容C2并联所述电容C1；所述稳压管ZD1的负极连接所述电容C1的正极，所述稳压管ZD1的正极连接所述电容C1的负极。

在其中一个实施例中，所述驱动模块还包括电容C3及电阻R10；所述驱动模块设有信号反馈端VCC，所述信号反馈端VCC用于连接所述辅助电源；所述电容C3的正极连接所述信号反馈端VCC，所述电容C3的负极接地。

在其中一个实施例中，所述第四电子开关U1为光耦，所述第四电子开关U1 的第1脚连接所述电阻R10后连接所述电容C1的正极，所述第四电子开关U1 的第2脚接地，所述第四电子开关U1的第3脚连接所述第二连接端，所述第四电子开关U1的第4脚连接所述第二电子开关Q2的基极。

在其中一个实施例中，所述放电模块设有输入端及输出端，所述输入端连接所述第一连接端，所述输出端连接所述第三电子开关Q3的集电极；所述放电模块包括若干电阻11，所述电阻R11依次相互串联于所述输入端与所述输出端之间。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施方式的直流母线电容放电电路的结构框图；

图2为图1所示的直流母线电容放电电路的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1至图2，为本实用新型一较佳实施方式的直流母线电容放电电路，用于对直流母线电容进行放电，包括保护模块10、连接保护模块10的开关模块 20、及分别连接开关模块20的驱动模块30与放电模块40。在本实施例中，如图1所示，保护模块10用于直接连接直流母线电容，从直流母线电容上取电。驱动模块40还用于连接系统的辅助电源，辅助电源也连接直流母线电容进行放电。

所述保护模块10包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、及第一电子开关 Q1。保护模块10设有第一连接端及第二连接端，第一连接端用于连接直流母线电容的正极，第二连接端用于连接直流母线电容的负极。在本实施例中，电阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7依次串联，电阻R1的一端连接第一连接端，电阻 R7的一端连接第二连接端。在本实施例中，第一电子开关Q1为三极管，第一电子开关Q1的基极连接于电阻R6与电阻R7之间，第一电子开关Q1的集电极连接开关模块20，第一电子开关Q1的发射极连接第二连接端。

所述开关模块20包括第二电子开关Q2、电阻R8、二极管D1、电阻R9、电容C1、C2、稳压管ZD1及第三电子开关Q3。在本实施例中，第二电子开关Q2 为三极管，第三电子开关Q3为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。第二电子开关Q2的基极连接第一电子开关Q1的集电极，第二电子开关Q2的集电极连接于电阻R5与电阻R6之间，第二电子开关Q2的发射极连接电阻R9后连接第三电子开关Q3的门极，第三电子开关Q3的集电极连接放电模块40，第三电子开关Q3的发射极连接第二连接端。

在本实施例中，二极管D1的正极连接第二电子开关Q2的发射极，二极管 D1的负极连接第二电子开关Q2的基极。电容C1的正极连接第二电子开关Q2的集电极，电容C1的负极连接第二连接端，电容C2并联电容C1。稳压管ZD1的负极连接电容C1的正极，稳压管ZD1的正极连接电容C1的负极。

所述驱动模块30包括电容C3、第四电子开关U1及电阻R10。驱动模块30 设有信号反馈端VCC，该信号反馈端VCC用于连接辅助电源，并接收来自辅助电源反馈的状态信号。具体地，电容C3的正极连接信号反馈端VCC，电容C3的负极接地。在本实施例中，第四电子开关U1为光耦，第四电子开关U1的第1脚连接电阻R10后连接于电容C1的正极，第四电子开关U1的第2脚接地，第四电子开关U1的第3脚连接第二连接端，第四电子开关U1的第4脚连接第二电子开关Q2的基极。

所述放电模块40设有输入端及输出端，输入端连接第一连接端，输出端连接第三电子开关Q3的集电极。放电模块包括若干电阻R11，在本实施例中，电阻R11依次相互串联于输入端与输出端之间。进一步地，在其它的实施例中，电阻R11可以根据电路的实际需求，对阻值或者数量进行适当调整。

工作时，系统需要预先设置两个阈值，分别是第一阈值及第二阈值，第一阈值大于第二阈值。具体地，当直流母线电容的电压值大于第一阈值时，辅助电源工作，由辅助电源进行第一级放电，同时辅助电源输出一个状态信号输送到信号反馈端VCC，使得第四电子开关U1导通，第一电子开关Q1导通，二极管 D1箝位，使得第二电子开关Q2关断，进而使第三电子开关Q3也关断，放电模块40不工作。

当放电一定时间后，直流母线电容的电压值小于第一阈值而大于第二阈值时，辅助电源停止工作，不输出状态信号，第四电子开关U1关断，使得第一电子开关Q1关断，第二电子开关Q2导通，激发第三电子开关Q3导通，使得放电模块40的两端分别连接第一连接端与第二连接端，进行第二级放电。在本实施例中，保护模块10可避免第四电子开关U1损坏后导致放电模块40长时间进行工作而导致电阻损害情况的发生。

当直流母线电容的电压值小于第二阈值时，直流母线电容上的电压不足以供给放电模块40工作，因此，放电模块40停止工作，放电结束，此时直流母线电容上的电压值为安全电压。

上述直流母线电容放电电路，驱动模块30对辅助电源输出状态的监测，利用第四电子开关U1驱动第二电子开关Q2与第三电子开关Q3的导通或关断，选择性地将放电模块40接入放电电路，以提高放电速率，相对于现有技术，大大缩短了放电时间，降低了能量损耗。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种直流母线电容放电电路，用于在电力变换设备断电时对用于维持电压稳定的直流母线电容进行放电，其特征在于，包括：

保护模块，用于连接所述直流母线电容，包括三端的第一电子开关Q1；

开关模块，包括三端的第二电子开关Q2、及分别连接所述第二电子开关Q2的二极管D1与三端的第三电子开关Q3；所述二极管D1连接于所述第二电子开关Q2与所述第一电子开关Q1之间，所述二极管D1箝位，以使所述第一电子开关Q1与所述第二电子开关Q2的工作状态相反；

放电模块，连接所述开关模块与所述直流母线电容形成放电回路；及

驱动模块，用于连接辅助电源以获取所述辅助电源反馈的状态信号，包括第四电子开关U1，所述第四电子开关的一端分别连接所述第一电子开关Q1与所述第二电子开关Q2；所述第四电子开关U1驱动所述第一电子开关Q1与所述第二电子开关Q2，当所述第四电子开关U1导通时，所述第一电子开关Q1导通，所述第二电子开关Q2与所述第三电子开关Q3均关断，所述放电模块不接入电路；当所述第四电子开关U1关断时，所述第一电子开关Q1关断，所述第二电子开关Q2与所述第三电子开关Q3均导通，所述放电模块接入电路进行放电。

2.根据权利要求1所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，还包括所述保护模块设有第一连接端及第二连接端，所述第一连接端连接所述直流母线电容的正极，所述第二连接端连接所述直流母线电容的负极。

3.根据权利要求2所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，所述保护模块包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6及R7；所述电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7依次串联，所述电阻R1的一端连接所述第一连接端，所述电阻R7的一端连接所述第二连接端。

4.根据权利要求3所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，所述第一电子开关为三极管，所述第一电子开关Q1的基极连接于所述电阻R6与所述电阻R7之间，所述第一电子开关Q1的集电极连接所述第二电子开关Q2的基极，所述第一电子开关Q1的发射极连接所述第二连接端。

5.根据权利要求4所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，所述开关模块还包括电阻R8、电阻R9、电容C1、C2及稳压管ZD1；所述第二电子开关Q2为三极管，所述第三电子开关Q3为IGBT；所述第二电子开关Q2的基极连接所述第一电子开关Q1的集电极，所述第二电子开关Q2的集电极连接于所述电阻R5与电阻R6之间，所述第二电子开关Q2的发射极连接所述电阻R9后连接所述第三电子开关Q3的门极；所述第三电子开关Q3的集电极连接所述放电模块，所述第三电子开关Q3的发射极连接所述第二连接端。

6.根据权利要求5所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，所述二极管D1的正极连接所述第二电子开关Q2的发射极，所述二极管D1的负极连接所述第二电子开关Q2的基极。

7.根据权利要求5所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，所述电容C1的正极连接所述第二电子开关Q2的集电极，所述电容C1的负极连接所述第二连接端；所述电容C2并联所述电容C1；所述稳压管ZD1的负极连接所述电容C1的正极，所述稳压管ZD1的正极连接所述电容C1的负极。

8.根据权利要求5所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，所述驱动模块还包括电容C3及电阻R10；所述驱动模块设有信号反馈端VCC，所述信号反馈端VCC用于连接所述辅助电源；所述电容C3的正极连接所述信号反馈端VCC，所述电容C3的负极接地。

9.根据权利要求8所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，所述第四电子开关U1为光耦，所述第四电子开关U1的第1脚连接所述电阻R10后连接所述电容C1的正极，所述第四电子开关U1的第2脚接地，所述第四电子开关U1的第3脚连接所述第二连接端，所述第四电子开关U1的第4脚连接所述第二电子开关Q2的基极。

10.根据权利要求5所述的直流母线电容放电电路，其特征在于，所述放电模块设有输入端及输出端，所述输入端连接所述第一连接端，所述输出端连接所述第三电子开关Q3的集电极；所述放电模块包括若干电阻11，所述电阻R11依次相互串联于所述输入端与所述输出端之间。