CN215297548U - 一种高压直流母线分布电容检测保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压直流母线分布电容检测保护电路，包括激励电源、正负极防反灌选择电路、正极分布电容检测电路、负极分布电容检测电路和高压母线正负防短路电路；激励电源的正极经过正负极防反灌选择电路分别连接到正极分布电容检测电路的输入端、负极分布电容检测电路的输入端以及高压母线正负防短路电路的输入端，正极分布电容检测电路的输出端、负极分布电容检测电路的输出端、高压母线正负防短路电路的输出端分别连接到激励电源的接地端，正极分布电容检测电路连接到高压直流母线的正极端，负极分布电容检测电路连接到高压直流母线的负极端；采用该分布电容检测保护电路可以实现整个分布电容检测电路完整、安全与可靠运行。

Description

一种高压直流母线分布电容检测保护电路

技术领域

本实用新型涉及高压直流母线检测技术领域，尤其涉及一种高压直流母线分布电容检测保护电路。

背景技术

在高压直流电气系统中，分布电容的存在会对电路的控制及电源品质造成影响，往往需要对分布电容的数值大小进行检测。基于高压母线上的分布电容检测，一系列的检测电路需要与母线电气相连接。高压母线电压必然进入低压侧的检测电路。如何准确进行分布电容检测后，仍能保证电路的安全，甚至故障状态下的安全运行，便成了急迫解决的事情。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种高压直流母线分布电容检测保护电路，实现整个分布电容检测电路完整、安全与可靠运行。

本实用新型提出的一种高压直流母线分布电容检测保护电路，包括激励电源、正负极防反灌选择电路、正极分布电容检测电路、负极分布电容检测电路和高压母线正负防短路电路；激励电源的正极经过正负极防反灌选择电路分别连接到正极分布电容检测电路的输入端、负极分布电容检测电路的输入端以及高压母线正负防短路电路的输入端，正极分布电容检测电路的输出端、负极分布电容检测电路的输出端、高压母线正负防短路电路的输出端分别连接到激励电源的接地端，正极分布电容检测电路连接到高压直流母线的正极端，负极分布电容检测电路连接到高压直流母线的负极端，高压母线正负防短路电路的输入端分别连接到正极分布电容检测电路的输出端和负极分布电容检测电路的输出端。

进一步地，所述正负极防反灌选择电路包括开关S1、开关S2、电阻R1、电阻R2、二极管V1、二极管V2，开关S1和开关S2分别连接到激励电源的正极，开关S1、电阻R1、二极管V1依次串联后二极管V1的阴极连接到正极分布电容检测电路的输入端，开关S2、电阻R2、二极管V2依次串联后二极管V2的阴极连接到负极分布电容检测电路的输入端。

进一步地，所述正极分布电容检测电路包括分布电容C1和开关S3，分布电容C1的一端通过开关S3分别连接到二极管V1的阴极和高压母线正负防短路电路的输入端，分布电容C2的一端连接到激励电源的接地端，高压直流母线的正极端连接到分布电容C1和开关S3的连接节点上。

进一步地，所述负极分布电容检测电路包括分布电容C2和开关S5，分布电容C2的一端通过开关S5分别连接到二极管V2的阴极和高压母线正负防短路电路的输入端，分布电容C2的一端连接到激励电源的接地端，高压直流母线的负极端连接到分布电容C2和开关S5的连接节点上。

进一步地，所述高压母线正负防短路电路包括开关S4、开关S6、恒流二极管V3、恒流二极管V5、二极管V4和二极管V6；开关S4的一端分别连接到开关S3的一端和二极管V1的阴极，开关S4、恒流二极管V3、二极管V4依次串联后二极管V4的阴极连接到激励电源的接地端，开关S6的一端分别连接到开关S5的一端和二极管V2的阴极，开关S6、恒流二极管V5、二极管V6依次串联后二极管V6的阴极连接到激励电源的接地端。

本实用新型提供的一种高压直流母线分布电容检测保护电路的优点在于：本实用新型结构中提供的一种高压直流母线分布电容检测保护电路，通过激励电源对正极分布电容检测电路进行充电，等正极分布电容检测电路充满电后，可以通过正极分布电容检测电路经过高压母线正负防短路电路进行放电，以实现对高压直流母线分布式电容的检测，满足了高压直流电气系统分布电容数值检测电路的安全保护，实现了整个分布电容检测电路完整、安全与可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接示意图；

图2为图1对应的电路图；

其中，1-激励电源，2-正负极防反灌选择电路，3-正极分布电容检测电路，4-负极分布电容检测电路，5-高压母线正负防短路电路。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1至2所示，本实用新型提出的一种高压直流母线分布电容检测保护电路，包括激励电源1、正负极防反灌选择电路2、正极分布电容检测电路3、负极分布电容检测电路4和高压母线正负防短路电路5；激励电源1的正极经过正负极防反灌选择电路2分别连接到正极分布电容检测电路3的输入端、负极分布电容检测电路4的输入端以及高压母线正负防短路电路5的输入端，正极分布电容检测电路3的输出端、负极分布电容检测电路4的输出端、高压母线正负防短路电路5的输出端分别连接到激励电源1的接地端，正极分布电容检测电路3连接到高压直流母线的正极端，负极分布电容检测电路4连接到高压直流母线的负极端，高压母线正负防短路电路5的输入端分别连接到正极分布电容检测电路3的输出端和负极分布电容检测电路4的输出端。

通过激励电源1对正极分布电容检测电路3进行充电，等正极分布电容检测电路3充满电后，可以通过正极分布电容检测电路3经过高压母线正负防短路电路5进行放电，以实现对高压直流母线分布电容的检测；正负极防反灌选择电路2的设置，在高压母线误上电，或异常故障状态时，可以起到防止高压电源倒灌到激励电源1的功能，保护了激励电源1的安全，同时高压母线正负防短路电路5保证了正极分布电容检测电路3的放电回路单向通行功能，负极分布电容检测电路4检测整个过程以及保证了负极分布电容检测电路4的放电回路单向通行功能。满足了高压直流电气系统分布电容数值检测电路的安全保护；实现整个分布电容检测电路完整、安全与可靠运行。

在本实施例中，如图2所示，激励电源1、正负极防反灌选择电路2、正极分布电容检测电路3、负极分布电容检测电路4和高压母线正负防短路电路5对应的具体电路连接原理为：

+24V1与P_GND是一组激励电源1，U+与GND1是一组高压直流母线电源。+24V1分成两路，一路通过开关S1分别串联电阻R1、二极管V1、开关S4、恒流二极管V3和二极管V4后连接到P_GND；另一路通过开关S2分别串联电阻R2、二极管V2、开关S6、恒流二极管V5和二极管V6后连接到P_GND。U+串联开关S3后，连接到二极管V1的阴极；GND1串联开关S5后，连接到二极管V2的阴极。分布电容C1、分布电容C2分别为高压母线正负极的等效分布电容。分布电容C1连接在U+与P_GND之间，分布电容C2连接在GND1与P_GND之间。

具体实现原理：

图2中开关S1、开关S2、开关S3、开关S4是四组模拟开关，+24V1、P_GND是一组激励电源，U+与GND1是一组高压直流电源。

单极分布电容检测保护：

闭合开关S3，高压母线正极分布电容C1接入电路，闭合开关S1，开关S2、开关S4、开关S5、开关S6保持断开，+24V1通过电阻R1和二极管V1，开关S3给分布电容C1进行充电。分布电容C1充满电后将进行放电，此时断开开关S1，闭合开关S4，开关S3保持闭合，开关S2、开关S5、开关S6保持断开状态，分布电容C1通过开关S3、开关S4，经恒流二极管V3，二极管V4进行放电。分布电容C1充放电过程中测试电路与高压母线存在电气连接，但高压母线处在不上电的离线状态。若期间高压母线误上电，或异常故障状态，如单一故障时，高压母线上带电，此时U+有高电压(较高电压)，此时二极管V1起到防高压电源倒灌到激励电源1的功能，保护了激励电源1的安全，同时二极管V4保证了分布电容C1放电回路单向通行功能。高压母线负极分布电容C2检测整个过程以及保护机制同上高压母线正极分布电容C1电路。

故障模式保护：

正常分布电容C1和分布电容C2检测过程中，高压母线不上电。当分布电容C1和分布电容C2检测完毕，自检正常后，高压母线开始上电。此时由控制逻辑设定，开关S1～S6均处于断开状态。

1)开关S1、开关S3异常闭合或粘连：

U+通过开关S3接入，此时二极管V1防反开始保护，有效防止激励电源1的损坏。

2)开关S2、开关S5异常闭合或粘连：

GND1(GND1与P_GND不等电势)通过开关S5接入，此时二极管V2防反开始保护，有效防止激励电源1损坏；

3)开关S3、开关S4、开关S5、开关S6异常闭合或粘连：

高压母线正负极同时接入，二极管V4与二极管V6共阴连接，相互截止，有效防止高压母线电压直接短路。

在测试完成的情况下，各路开关异常闭合的逻辑错误几率很低，或相关各路开关同时粘连失效的几率也很低，本实施例中的保护电路起到了更加安全的冗余设计，实现装备的可靠、安全运行，避免设备出现异常损坏和人身的安全。

综上，该检测保护电路兼容电压范围广，适用于100VDC～1200VDC高压电气系统；采用防反二极管，对激励电源起到保护作用，同时可以实现单极分布电容检测保护、故障模式保护等功能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高压直流母线分布电容检测保护电路，其特征在于，包括激励电源(1)、正负极防反灌选择电路(2)、正极分布电容检测电路(3)、负极分布电容检测电路(4)和高压母线正负防短路电路(5)；

激励电源(1)的正极经过正负极防反灌选择电路(2)分别连接到正极分布电容检测电路(3)的输入端、负极分布电容检测电路(4)的输入端以及高压母线正负防短路电路(5)的输入端，正极分布电容检测电路(3)的输出端、负极分布电容检测电路(4)的输出端、高压母线正负防短路电路(5)的输出端分别连接到激励电源(1)的接地端，正极分布电容检测电路(3)连接到高压直流母线的正极端，负极分布电容检测电路(4)连接到高压直流母线的负极端，高压母线正负防短路电路(5)的输入端分别连接到正极分布电容检测电路(3)的输出端和负极分布电容检测电路(4)的输出端。

2.根据权利要求1所述的高压直流母线分布电容检测保护电路，其特征在于，所述正负极防反灌选择电路(2)包括开关S1、开关S2、电阻R1、电阻R2、二极管V1、二极管V2；

开关S1和开关S2分别连接到激励电源(1)的正极，开关S1、电阻R1、二极管V1依次串联后二极管V1的阴极连接到正极分布电容检测电路(3)的输入端，开关S2、电阻R2、二极管V2依次串联后二极管V2的阴极连接到负极分布电容检测电路(4)的输入端。

3.根据权利要求2所述的高压直流母线分布电容检测保护电路，其特征在于，所述正极分布电容检测电路(3)包括分布电容C1和开关S3，分布电容C1的一端通过开关S3分别连接到二极管V1的阴极和高压母线正负防短路电路(5)的输入端，分布电容C2的一端连接到激励电源(1)的接地端，高压直流母线的正极端连接到分布电容C1和开关S3的连接节点上。

4.根据权利要求3所述的高压直流母线分布电容检测保护电路，其特征在于，所述负极分布电容检测电路(4)包括分布电容C2和开关S5，分布电容C2的一端通过开关S5分别连接到二极管V2的阴极和高压母线正负防短路电路(5)的输入端，分布电容C2的一端连接到激励电源(1)的接地端，高压直流母线的负极端连接到分布电容C2和开关S5的连接节点上。

5.根据权利要求4所述的高压直流母线分布电容检测保护电路，其特征在于，所述高压母线正负防短路电路(5)包括开关S4、开关S6、恒流二极管V3、恒流二极管V5、二极管V4和二极管V6；

开关S4的一端分别连接到开关S3的一端和二极管V1的阴极，开关S4、恒流二极管V3、二极管V4依次串联后二极管V4的阴极连接到激励电源(1)的接地端，开关S6的一端分别连接到开关S5的一端和二极管V2的阴极，开关S6、恒流二极管V5、二极管V6依次串联后二极管V6的阴极连接到激励电源(1)的接地端。

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