CN211377581U - 抗晃电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电网晃动保护技术领域，提供了一种抗晃电装置。该抗晃电装置包括：电源单元、开关管Q1、续流回路单元以及DC‑DC电路单元，DC‑DC电路单元中包括与续流回路单元形成续流回路的元件；电源单元连接开关管Q1后分别与续流回路单元以及DC‑DC电路单元并联；DC‑DC电路单元的输出端用于与预设设备的直流母线端连接。通过添加续流回路单元，使得直流母线端的预设设备受电网影响发生晃电时，若电源开关单元中的开关管Q1关断，则DC‑DC电路中的与续流回路单元形成续流回路的元件可以通过续流回路单元形成续流回路，降低开关管Q1两端的电压，使得不会导致开关管Q1损坏，解决了开关管关断过压的问题。

Description

抗晃电装置

技术领域

本实用新型属于电网晃动保护技术领域，尤其涉及一种抗晃电装置。

背景技术

电网“晃电”也叫电网闪络，是电力系统内发生雷电、电厂故障、线路接地以及短路等问题时，造成供电网络电压瞬变的一种随机现象。工业动力供电中大多采用变频器，但变频器容易受到电网“晃电”的影响。由于变频器都具有过压、失压和瞬时停电再启动等保护功能，晃电将触发变频器低电压保护，闭锁输出脉冲，从而导致连续性生产工艺流程中断，给生产和设备造成极大的损害。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种抗晃电装置，以解决晃电将触发直流母线端设备低电压保护，闭锁输出脉冲，从而导致连续性生产工艺流程中断，给生产和设备造成极大的损害的问题。

本实用新型实施例第一方面提供了一种抗晃电装置，包括：电源单元、开关管Q1、续流回路单元以及DC-DC电路单元，所述DC-DC电路单元中包括与所述续流回路单元形成续流回路的元件；

所述电源单元连接所述开关管Q1后分别与所述续流回路单元以及所述DC-DC电路单元并联；所述DC-DC电路单元的输出端用于与预设设备的直流母线端连接。

在一实施例中，所述续流回路单元为续流二极管D1；

所述续流二极管D1的阳极端与所述电源单元的负极端连接，所述续流二极管D1的阴极端通过所述开关管Q1与所述电源单元的正极端连接。

在一实施例中，所述抗晃电装置，还包括滤波电容；

所述滤波电容的一端连接所述续流二极管D1的阴极端，所述滤波电容的另一端连接所述续流二极管D1的阳极端。

在一实施例中，所述DC-DC电路单元中与所述续流回路单元形成续流回路的元件为电感。

在一实施例中，所述DC-DC电路单元为Boost电路，所述Boost电路包括：正输入端、电感L1、二极管D2、开关管Q2；

所述正输入端连接所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接所述二极管D2的阳极端以及所述开关管Q2的集电极；

所述二极管D2的阴极端作为所述Boost电路的正输出端，用于与所述预设设备的直流母线端的正极端连接；

所述开关管Q2的发射极作为所述Boost电路的负极端，用于分别与所述电源单元的负极端以及所述预设设备的直流母线端的负极端连接。

在一实施例中，所述DC-DC电路单元为双Boost电路，所述双Boost电路包括第一Boost电路和第二Boost电路，其中，第一Boost电路的正输入端连接第二Boost电路的正输入端，第一Boost电路的正输出端连接第二Boost电路的正输出端，第一Boost电路的负极端连接第二Boost电路的负极端。

在一实施例中，所述电源单元包括若干个蓄电池构成的蓄电池组。

在一实施例中，所述开关管Q1为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者场效应管；

所述IGBT或者所述场效应管的集电极连接所述蓄电池组的正极端，所述IGBT或者所述场效应管的发射极连接所述续流二极管D1的阴极端。

在一实施例中，所述电源单元还包括一个或两个蓄电池开关、充电器以及充电开关；

所述充电器的两端分别连接在所述蓄电池组的两端；

所述充电开关连接所述充电器；

当蓄电池开关的数量为一个时，所述蓄电池开关连接在所述蓄电池组的正极端与所述开关管Q1之间，或者所述蓄电池开关连接在所述蓄电池组的负极端与所述续流回路单元之间；当蓄电池开关的数量为两个时，一个蓄电池开关连接在所述蓄电池组的正极端与所述开关管Q1之间，另一个蓄电池开关连接在所述蓄电池组的负极端与所述续流回路单元之间。

在一实施例中，所述抗晃电装置还包括：二极管D4和二极管D5；

所述二极管D4的阳极端连接所述DC-DC电路单元的第一输出端，所述二极管D4的阴极端连接所述预设设备的直流母线端的正极端；

所述二极管D5的阴极端连接所述DC-DC电路单元的第二输出端，所述二极管D5的阳极端连接所述预设设备的直流母线端的负极端。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实用新型实施例，通过添加续流回路单元，使预设设备的直流母线端受电网影响发生晃电时，若开关管Q1关断，则DC-DC电路单元中与所述续流回路单元形成续流回路的元件可以通过续流回路单元形成续流回路，降低开关管Q1两端的电压，使得不会导致开关管Q1损坏，解决了开关管关断过压的问题。

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抗晃电装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的抗晃电装置的电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电源单元以及双Boost电路的示意图；

图4是本实用新型另一实施例提供的抗晃电装置的电路结构示意图。

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。

如图1所示，本实施例提供一种抗晃电装置，可以包括电源单元1、开关管Q1、续流回路单元2以及DC-DC电路单元3，所述DC-DC电路单元3中包括与所述续流回路单元形成续流回路的元件。

所述电源单元1连接所述开关管Q1后分别与所述续流回路单元2以及所述DC-DC电路单元3并联；所述DC-DC电路单元3的输出端用于与预设设备的直流母线端连接。

上述抗晃电装置，通过续流回路单元，在Q1在关断时，使得DC-DC电路单元中包括的与所述续流回路单元形成续流回路的元件通过续流回路单元构成续流回路，降低开关管Q1两端的电压，使得不会导致开关管Q1损坏，解决了开关管关断过压的问题。

可选的，如图2所示，所述续流回路单元2可以为续流二极管D1。

可选的，所述续流二极管D1的阳极端与所述电源单元1的负极端连接，所述续流二极管D1的阴极端通过所述开关管Q1与所述电源单元1的正极端连接。即所述续流二极管D1与所述电源单元1并联。

可选的，如图2所示，所述抗晃电装置还包括滤波电容C2；

所述滤波电容C2的一端连接所述续流二极管D1的阴极端，所述滤波电容的另一端连接所述续流二极管D1的阳极端。

可选的，所述DC-DC电路单元中与所述续流回路单元形成续流回路的元件为电感。包括电感的所述DC-DC电路单元3可以为单Boost电路、双Boost电路或者back Boost电路。

可选的，如图2所示，所述DC-DC电路单元3为Boost电路，所述Boost电路可以包括：正输入端、电感L1、二极管D2、开关管Q2。

所述正输入端连接所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接所述二极管D2的阳极端以及所述开关管Q2的集电极；

所述二极管D2的阴极端作为所述Boost电路的正输出端，用于与所述预设设备的直流母线端的正极端连接；

所述开关管Q2的发射极作为所述Boost电路的负极端，用于分别与所述电源单元的负极端以及所述预设设备的直流母线端的负极端连接。

可选的，如图3所示，当所述DC-DC电路单元3为双Boost电路时，其中所述双Boost电路3可以包括第一Boost电路31和第二Boost电路32；其中，第一Boost电路31的正输入端连接第二Boost电路32的正输入端，第一Boost电路31的正输出端连接第二Boost电路32的正输出端，第一Boost电路31的负极端连接第二Boost电路32的负极端。

可选的，如图4所示，所述第一Boost模块包括正输入端、电感L1、二极管D2以及开关管Q2；所述第二Boost模块包括电感L2、二极管D3以及开关管Q3；

所述正输入端分别连接所述电感L1的一端和所述电感L2的一端，所述电感L1的另一端分别连接所述二极管D2的阳极端以及所述开关管Q2的集电极，所述电感L2的另一端分别连接所述二极管D3的阳极端以及所述开关管Q3的集电极；

所述二极管D2的阴极端连接所述二极管D3的阴极端后，与所述预设设备的直流母线端的正极端连接；

所述开关管Q2的发射极连接所述开关管Q3的发射极后，分别与所述蓄电池组的负极端以及所述预设设备的直流母线端的负极端连接。

可选的，如图2或图4所示，所述的抗晃电装置，还包括：电容C1；

所述电容C1分别与所述续流回路单元2以及所述DC-DC电路单元3并联，当开关管Q1打开时，通过打占空比不断增大最终维持在1的脉冲波，对双Boost电路后的电容C1进行缓启动，使得电容C1可以逐渐储存电量。如图2或图4中电容C1的一端连接所述第一输出端，所述电容C1的另一端连接所述第二输出端；或者，所述电容C1的一端连接所述蓄电池组1的负极端，所述电容C1的另一端通过所述开关管Q1与所述蓄电池组1的正极端连接。

如图4所示包括双Boost电路的抗晃电装置。当预设设备受电网影响发生晃电时，蓄电池组供电，开关管Q1打开，通过打占空比不断增大最终维持在1的脉冲波，对Boost后的电容C1进行缓启动。蓄电池可以为电感L1充电，电流可以依次流过开关管Q1、电感L1以及二极管D2后为直流母线端的预设设备供电，蓄电池还可以为电感L2充电，电流还可以通过开关管Q1、电感L2以及二极管D3后为直流母线端的预设设备供电，同时电容C1在开关管Q1缓启动后逐渐储存电量，以保证直流母线端的预设设备正常运行。在此过程中，随着时间的增加，电感L1和电感L2中的电感电流也会增加，电感也会存储能量。

可选的，双重Boost电路的电感电流纹波小于单重Boost电路，尤其在占空比接近50％时，能大大减小电流纹波，因此本实施例可以采用双重Boost电路为直流母线端的预设设备提供稳定的电路。

当开关管Q1关断时，如图4所示的虚线表示电流方向，电感L1中储存的能量通过续流二极管D1形成续流回路，从而使得开关管Q1关断时不会导致电压过高而引起损坏。

可选的，如图4所示，所述抗晃电装置还可以包括二极管D4和二极管D5，所述DC-DC电路单元3的输出端与所述变频器之间分别串接二极管D4和二极管D5，二极管D4和二极管D5起到防反滤波作用。

可选的，如图4所示，所述二极管D4的阳极端连接所述DC-DC电路单元的第一输出端，所述二极管D4的阴极端连接所述预设设备的直流母线端的正极端；所述二极管D5的阴极端连接所述DC-DC电路单元的第二输出端，所述二极管D5的阳极端连接所述预设设备的直流母线端的负极端。

可选的，如图3所示，所述电源单元1可以包括若干个蓄电池构成的蓄电池组11。蓄电池组11可以为直流母线端的预设设备提供电，可选的，预设设备可以为变频器。当预设设备受到电网“晃电”的影响时，可以保证预设设备正常运行，在本实施例中并不限定蓄电池组1中电池的节数。

可选的，如图3所示，所述电源单元1还包括一个或两个蓄电池开关14、充电器12以及充电开关13；

所述充电器12的两端分别连接在所述蓄电池组11的两端；

所述充电开关13连接所述充电器12，用于控制是否为充电器充电；

当蓄电池开关的数量为一个时，所述蓄电池开关14连接在所述蓄电池组11的正极端与所述开关管Q1之间，或者所述蓄电池开关14连接在所述蓄电池组的负极端与所述续流回路单元2之间；当蓄电池开关的数量为两个时，一个蓄电池开关14连接在所述蓄电池组11的正极端与所述开关管Q1之间，另一个蓄电池开关15连接在所述蓄电池组11的负极端与所述续流回路单元之间。图3所示为包括两个蓄电池开关的示意图。

可选的，如图2或图4所示，开关管Q1可以为绝缘栅双极型晶体管((insulatedgate bipolar transistor，IGBT)开关管或者场效应管，以解决电池低压关断问题。

所述IGBT或者所述场效应管的集电极连接所述蓄电池组11的正极端，所述IGBT或者所述场效应管的发射极连接所述续流二极管D1的阴极端。

上述抗晃电装置，通过添加续流二极管D1，使预设设备的直流母线端受电网影响发生晃电时，若开关管Q1关断，则DC-DC电路单元中的包括与所述续流回路单元形成续流回路的元件可以通过续流二极管D1形成续流回路，降低开关管Q1两端的电压，使得不会导致开关管Q1损坏，解决了开关管关断过压的问题。

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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗晃电装置，其特征在于，包括：电源单元、开关管Q1、续流回路单元以及DC-DC电路单元，所述DC-DC电路单元中包括与所述续流回路单元形成续流回路的元件；

所述电源单元连接所述开关管Q1后分别与所述续流回路单元以及所述DC-DC电路单元并联；所述DC-DC电路单元的输出端用于与预设设备的直流母线端连接。

2.如权利要求1所述的抗晃电装置，其特征在于，所述续流回路单元为续流二极管D1；

所述续流二极管D1的阳极端与所述电源单元的负极端连接，所述续流二极管D1的阴极端通过所述开关管Q1与所述电源单元的正极端连接。

3.如权利要求2所述的抗晃电装置，其特征在于，所述抗晃电装置，还包括滤波电容；

所述滤波电容的一端连接所述续流二极管D1的阴极端，所述滤波电容的另一端连接所述续流二极管D1的阳极端。

4.如权利要求2所述的抗晃电装置，其特征在于，所述DC-DC电路单元中与所述续流回路单元形成续流回路的元件为电感。

5.如权利要求4所述的抗晃电装置，其特征在于，所述DC-DC电路单元为Boost电路，所述Boost电路包括：正输入端、电感L1、二极管D2、开关管Q2；

所述正输入端连接所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接所述二极管D2的阳极端以及所述开关管Q2的集电极；

所述二极管D2的阴极端作为所述Boost电路的正输出端，用于与所述预设设备的直流母线端的正极端连接；

所述开关管Q2的发射极作为所述Boost电路的负极端，用于分别与所述电源单元的负极端以及所述预设设备的直流母线端的负极端连接。

6.如权利要求5所述的抗晃电装置，其特征在于，所述DC-DC电路单元为双Boost电路，所述双Boost电路包括第一Boost电路和第二Boost电路，其中，第一Boost电路的正输入端连接第二Boost电路的正输入端，第一Boost电路的正输出端连接第二Boost电路的正输出端，第一Boost电路的负极端连接第二Boost电路的负极端。

7.如权利要求1-6任一项所述的抗晃电装置，其特征在于，所述电源单元包括若干个蓄电池构成的蓄电池组。

8.如权利要求2或3所述的抗晃电装置，其特征在于，

所述开关管Q1为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者场效应管；所述电源单元包括若干个蓄电池构成的蓄电池组；

所述IGBT或者所述场效应管的集电极连接所述蓄电池组的正极端，所述IGBT或者所述场效应管的发射极连接所述续流二极管D1的阴极端。

9.如权利要求8所述的抗晃电装置，其特征在于，所述电源单元还包括一个或两个蓄电池开关、充电器以及充电开关；

所述充电器的两端分别连接在所述蓄电池组的两端；

所述充电开关连接所述充电器；

当蓄电池开关的数量为一个时，所述蓄电池开关连接在所述蓄电池组的正极端与所述开关管Q1之间，或者所述蓄电池开关连接在所述蓄电池组的负极端与所述续流回路单元之间；当蓄电池开关的数量为两个时，一个蓄电池开关连接在所述蓄电池组的正极端与所述开关管Q1之间，另一个蓄电池开关连接在所述蓄电池组的负极端与所述续流回路单元之间。

10.如权利要求1所述的抗晃电装置，其特征在于，所述抗晃电装置还包括：二极管D4和二极管D5；

所述二极管D4的阳极端连接所述DC-DC电路单元的第一输出端，所述二极管D4的阴极端连接所述预设设备的直流母线端的正极端；

所述二极管D5的阴极端连接所述DC-DC电路单元的第二输出端，所述二极管D5的阳极端连接所述预设设备的直流母线端的负极端。

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