CN210958137U - 母线电容放电电路和供电保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于驱动控制技术领域，提供了母线电容放电电路和供电保护系统。该电路包括：电压端、母线电容、电源模块、开关模块和泄放元件；电源模块在接收不到直流电时停止为开关模块供电，开关模块控制泄放元件释放母线电容的电量；或电源模块在接收到的直流电小于其最小工作电压时消耗母线电容中的电量，在母线电容两端的电压低于电源模块的最小工作电压时，电源模块停止为开关模块供电，开关模块控制泄放元件释放母线电容的电量。本实用新型不需要增加额外的开关供电电源和断电检测电路，结构简单，成本低，可保证母线电容放电更快速，放电更彻底。

Description

母线电容放电电路和供电保护系统

技术领域

本实用新型属于驱动控制技术领域，尤其涉及母线电容放电电路和供电保护系统。

背景技术

在逆变器、整流器或者不间断电源设备中，一般都包括母线电容，而母线电容在设备下电后还存储着大量的能量，在设备进行维护时，若不将母线电容存储的能量释放掉，则对操作人员的人身安全产生一定的威胁，因此需要用放电装置对母线电容存储的能量进行释放。根据IEC61800-5-1中的要求，母线需在下电5分钟之内，电压下降到60VDC以下。而现有对母线电容放电的技术中，存在母线电容电压放电不完全的问题，而且需要断电检测电路和驱动器等，成本高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了母线电容放电电路和供电保护系统，以解决现有技术中存在母线电容电压放电不完全的问题，而且需要断电检测电路和驱动器等，使得放电装置成本高的问题。

本实用新型实施例第一方面提供了母线电容放电电路，包括：电压端、母线电容、电源模块、开关模块和泄放元件；所述电压端与所述电源模块的输入端和所述母线电容均并联；所述电源模块的输出端和所述开关模块的输入端并联；所述开关模块的输出端与所述泄放元件的第一端连接；所述泄放元件的第二端与所述母线电容连接；电压端还适于与外部供电设备连接并输出直流电；

所述电源模块用于在接收到的直流电不小于最小工作电压时为所述开关模块供电，所述开关模块断开与所述泄放元件的连接端；

所述电源模块还用于在接收不到直流电时停止为所述开关模块供电，所述开关模块闭合与所述泄放元件的连接端，所述泄放元件释放母线电容的电量；

所述电源模块还用于在接收到的直流电小于所述最小工作电压时消耗所述母线电容中的电量，在所述母线电容两端的电压低于所述最小工作电压时，所述电源模块停止为所述开关模块供电，所述开关模块闭合与所述泄放元件的连接端，所述泄放元件释放所述母线电容的电量。

可选的，所述电源模块包括：DCDC电源板；

所述DCDC电源板，输入端与所述电压端并联，输出端与所述开关模块的输入端连接，用于将接收的所述直流电进行升降压变换并输出；

所述电源模块还用于为外部设备供电。

可选的，所述开关模块为继电器或接触器。

可选的，所述泄放元件为泄放电阻。

本实用新型实施例第二方面提供了供电保护系统，包括直流模块和交流转换模块，还包括如实施例第一方面提供的任一项母线电容放电电路；所述交流转换模块和所述直流模块均与所述母线电容放电电路的电压端并联；

所述直流模块和所述交流转换模块均为母线电容放电电路提供直流电。

可选的，所述交流转换模块包括：交流供电设备和交流转换单元；所述交流供电设备与所述交流转换单元连接，所述交流转换单元与所述母线电容放电电路的电压端并联；

所述交流供电设备向所述交流转换单元输出交流电；所述交流转换单元将所述交流电转换为预设直流电输出给所述母线电容放电电路。

可选的，所述交流转换单元包括：变压设备和整流桥；

所述变压设备的原边与所述交流供电设备并联，所述变压设备的副边与所述整流桥的第一输入端和第二输入端并联；

所述整流桥的第一输出端和第二输出端均与所述母线电容放电电路的电压端并联。

可选的，所述供电保护系统还包括：电压保护模块；

所述电压保护模块与所述母线电容放电电路的电压端并联。

可选的，所述电压保护模块为极性电容。

可选的，所述供电保护系统还包括：第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的阳极与直流模块的正输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述极性电容的正极连接；

所述第二二极管的阴极与直流模块的负输出端连接，所述第二二极管的阳极与所述极性电容的负极连接。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：电路主要包括电压端、母线电容、电源模块、开关模块和泄放元件，结构简单，成本低，不需要增加额外的开关供电电源和断电检测电路；其中，电源模块在接收到的直流电不小于最小工作电压时为开关模块供电，开关模块断开与泄放元件的连接端；电源模块在接收不到直流电时停止为开关模块供电，开关模块控制泄放元件释放母线电容的电量，或在接收到的直流电小于最小工作电压时消耗母线电容中的电量，在母线电容两端的电压低于电源模块的最小工作电压时，电源模块停止为开关模块供电，开关模块控制泄放元件释放母线电容的电量，保证了母线电容放电更快速，放电更彻底。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的母线电容放电电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的供电保护系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实施例提供的母线电容110放电电路，主要包括：电压端、母线电容110、电源模块120、开关模块130和泄放元件140；电压端与电源模块120的输入端IN1并联，电压端与母线电容110并联；电源模块120的输出端OUT和开关模块130的输入端并联；开关模块130的输出端与泄放元件140的第一端连接；泄放元件140的第二端与母线电容连接；电压端还适于与外部供电设备连接并输出直流电。

具体的，电源模块120在接收到的直流电不小于最小工作电压时为开关模块130供电，开关模块130断开与泄放元件140的连接端，此时泄放元件140不动作。

当供电设备下电时，电源模块120则接收不到直流电，此时电源模块120停止为开关模块130供电，开关模块130闭合与泄放元件140的连接端，泄放元件140释放母线电容110的电量。

或者，在电压端出现故障时，电源模块120接收到的直流电的电压不能满足其最小工作电压，此时电源模块120则消耗母线电容110中的电量，在母线电容110两端的电压低于电源模块120的最小工作电压时，电源模块120停止为开关模块130供电，开关模块130闭合与泄放元件140的连接端，泄放元件140释放母线电容110的电量。

在供电设备下电后或电压端故障时，一般设备内部的母线电容还存储着大量的电量，若不将母线电容存储的能量释放掉，则对操作人员的人身安全产生一定的威胁，所以本实施例的电源模块120在供电设备下电时停止为开关模块130供电，开关模块130控制泄放元件释放母线电容110的电量，或在电压端故障时消耗母线电容110中的电量，在母线电容110两端的电压低于电源模块120的最小工作电压时，停止为开关模块130供电，开关模块130控制泄放元件释放母线电容110的电量，不需要任何断电检测电路和驱动器等，保证了母线电容放电更快速，放电更彻底。本实施例提供的母线电容放电电路适用于逆变器、整流器或者不间断电源设备中，结构简单，成本低。

本实施例中的电源模块可以包括：DCDC电源板；DCDC电源板的输入端与电压端并联，DCDC电源板的输出端与开关模块130的输入端连接。DCDC电源板将接收的所述直流电进行升降压变换并输出给开关模块130，同时还可以为外部设备供电。可知，本实施例的电源模块120可以是逆变器、整流器或者不间断电源等设备中一个供电电源，可以包括多路输出，为信号处理系统、风机等部件供电，开关模块130的电能损耗小，所以本实施例可以取其中一路为开关模块130供电，无须为开关模块130增加额外的供电电源，节省成本，减小体积。

可选的，本实施例的开关模块130可以为继电器或接触器。

可选的，本实施例的泄放元件140可以为泄放电阻Rn。

下面结合图1，对本实施例的母线电容放电电路的工作过程进行具体描述，如下：

电压端适于与外部供电设备连接并输出直流电。当电压端没有直流电时或电压端故障时，直流母线上还存在着大量的能量(母线电容110存储大量电量)，必须将其释放。

本实施例中，电源模块120在接收到的直流电不小于最小工作电压时，输出端OUT能正常给开关模块130供电，此时开关模块130的4脚和5脚接通，即开关模块130断开与泄放电阻Rn的连接端，泄放电阻Rn未接入到母线电容110中，未对母线电容110进行放电。

当电源模块120接收不到直流电时停止为开关模块130供电，开关模块130失电，开关模块130的3脚和4脚自动接通，即开关模块130闭合与泄放电阻Rn的连接端，泄放电阻Rn与母线电容110连接，此时泄放电阻Rn释放母线电容110的电量，确保在供电设备下电后，能够自动释放掉母线电容110中的能量，消除安全隐患。

在所述电压端出现故障时，输出的直流电的电压会缓慢下降，电源模块120在接收到的直流电的电压小于其最小工作电压时，消耗母线电容110上一定的电量，母线电容110两端的电压下降，下降到电源模块120的最小工作电压时，电源模块120的输出端OUT停止为开关模块130供电，开关模块130失电，开关模块130的3脚和4脚自动接通，即开关模块130闭合与泄放电阻Rn的连接端，泄放电阻Rn与母线电容110连接，此时泄放电阻Rn释放母线电容110的电量，确保在电压端故障时，能够彻底释放掉母线电容110中的能量，消除安全隐患。

上述实施例中，电路主要包括电压端、母线电容110、电源模块120、开关模块130和泄放元件140，结构简单，不需要增加额外的开关供电电源和断电检测电路等，成本低；电源模块120在供电设备下电时停止为开关模块130供电，开关模块130控制泄放元件Rn释放母线电容110的电量，或电源模块120在接收到的直流电小于最小工作电压时消耗母线电容110中的电量，在母线电容110两端的电压低于电源模块120的最小工作电压时，电源模块120停止为开关模块130供电，开关模块130控制泄放元件140释放母线电容110的电量，保证了母线电容110放电更快速，放电更彻底。

实施例二

参见图2，本实施例提供的供电保护系统，包括：交流转换模块210和直流模块220，还包括上述实施例一提供的任一项母线电容放电电路。交流转换模块210和直流模块220均与母线电容放电电路的电压端并联。

交流转换模块210和直流模块220均为母线电容放电电路提供直流电。

可选的，参见图2，交流转换模块210包括：交流供电设备211和交流转换单元212。交流供电设备211与交流转换单元212连接，交流转换单元212与母线电容放电电路100的电压端并联。

交流供电设备211向交流转换单元212输出交流电，交流转换单元212将所述交流电转换为预设直流电输出给母线电容放电电路。

一个实施例中，交流转换单元212包括：变压设备L1和整流桥Z。

变压设备L1的原边与交流供电设备211并联，变压设备L1的副边与整流桥Z的第一输入端2和第二输入端3并联；整流桥Z的第一输出端1和第二输出端4与母线电容放电电路100的电压端并联。

一个实施例中，供电保护系统还可以包括：电压保护模块。电压保护模块与母线电容放电电路的电压端并联。可选的，电压保护模块为极性电容Cr。极性电容Cr的正极与整流桥Z的第一输出端1连接，极性电容Cr的负极与整流桥Z的第二输出端4连接。极性电容Cr可以去除电源网络中的噪声。

一个实施例中，供电保护系统还包括：第一二极管D1和第二二极管D2。第一二极管D1的阳极与直流模块220的正输出端out+连接，第一二极管D1的阴极与极性电容Cr的正极连接；第二二极管D2的阴极与直流模块220的负输出端out-连接，第二二极管D2的阳极与极性电容Cr的负极连接。第一二极管D1隔离干扰信号等；第二二极管D2保护母线电容放电电路。

上述供电保护系统中，结构简单，成本低，不需要增加额外的供电电源和断电检测电路，电源模块120在接收不到直流电时停止为开关模块130供电，开关模块130控制泄放元件Rn释放母线电容110的电量，或在接收到的直流电小于最小工作电压时消耗母线电容110中的电量，在母线电容110两端的电压低于电源模块120的最小工作电压时，电源模块120停止为开关模块130供电，开关模块130控制泄放元件140释放母线电容110的电量，保证了母线电容110放电更快速，放电更彻底，提高设备安全性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.母线电容放电电路，其特征在于，包括：电压端、母线电容、电源模块、开关模块和泄放元件；所述电压端与所述电源模块的输入端和所述母线电容均并联；所述电源模块的输出端和所述开关模块的输入端并联；所述开关模块的输出端与所述泄放元件的第一端连接；所述泄放元件的第二端与所述母线电容连接；所述电压端还适于与外部供电设备连接并输出直流电；

所述电源模块用于在接收到的直流电不小于最小工作电压时为所述开关模块供电，所述开关模块断开与所述泄放元件的连接端；

所述电源模块还用于在接收不到直流电时停止为所述开关模块供电，所述开关模块闭合与所述泄放元件的连接端，所述泄放元件释放母线电容的电量；

所述电源模块还用于在接收到的直流电小于所述最小工作电压时消耗所述母线电容中的电量，在所述母线电容两端的电压低于所述最小工作电压时，所述电源模块停止为所述开关模块供电，所述开关模块闭合与所述泄放元件的连接端，所述泄放元件释放所述母线电容的电量。

2.如权利要求1所述的母线电容放电电路，其特征在于，所述电源模块包括：DCDC电源板；

所述DCDC电源板，输入端与所述电压端并联，输出端与所述开关模块的输入端连接，用于将接收的所述直流电进行升降压变换并输出；

所述电源模块还用于为外部设备供电。

3.如权利要求1所述的母线电容放电电路，其特征在于，所述开关模块为继电器或接触器。

4.如权利要求1所述的母线电容放电电路，其特征在于，所述泄放元件为泄放电阻。

5.供电保护系统，包括直流模块和交流转换模块，其特征在于，还包括如权利要求1至4任一项所述的母线电容放电电路；所述交流转换模块和所述直流模块均与所述母线电容放电电路的电压端并联；

所述直流模块和所述交流转换模块均为母线电容放电电路提供直流电。

6.如权利要求5所述的供电保护系统，其特征在于，所述交流转换模块包括：交流供电设备和交流转换单元；所述交流供电设备与所述交流转换单元连接，所述交流转换单元与所述母线电容放电电路的电压端并联；

所述交流供电设备向所述交流转换单元输出交流电；所述交流转换单元将所述交流电转换为预设直流电输出给所述母线电容放电电路。

7.如权利要求6所述的供电保护系统，其特征在于，所述交流转换单元包括：变压设备和整流桥；

所述变压设备的原边与所述交流供电设备并联，所述变压设备的副边与所述整流桥的第一输入端和第二输入端并联；

所述整流桥的第一输出端和第二输出端与所述母线电容放电电路的电压端并联。

8.如权利要求7所述的供电保护系统，其特征在于，所述供电保护系统还包括：电压保护模块；

所述电压保护模块与所述母线电容放电电路的电压端并联。

9.如权利要求8所述的供电保护系统，其特征在于，所述电压保护模块为极性电容。

10.如权利要求9所述的供电保护系统，其特征在于，所述供电保护系统还包括：第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的阳极与直流模块的正输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述极性电容的正极连接；

所述第二二极管的阴极与直流模块的负输出端连接，所述第二二极管的阳极与所述极性电容的负极连接。

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