CN219960119U - 一种过压自动放电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过压自动放电电路，涉及放电领域，该过压自动放电电路包括：高压取样电路，用于将千伏级的电压降压至15伏以内，获取采样电压输送至开关自动驱动电路；主放电电路，用于接收开关自动驱动电路的控制，完成放电；供电电路，用于为开关自动驱动电路供电；本实用新型的有益效果是：本实用新型开关管(IGBT)的驱动信号无需软件或控制系统控制，直接由开关自动驱动电路通过对比采样电压和设定电压给出，可脱离控制系统独立工作；针对不同放电电压及放电功率，可灵活配置元器件参数，具有极高的工况适应性；全方位的保护电路、合理的元器件选型及布局，保证了电路各部分稳定工作，提高了稳定性及可靠性。

Description

一种过压自动放电电路

技术领域

本实用新型涉及放电领域，具体是一种过压自动放电电路。

背景技术

在工业设备或某些应用场合，不可避免的有冲击电压或冲击电流的存在，会给设备和器件造成较大的损伤。一般会通过放电电路将电路中残余或过高电压进行旁路释放。

现有的放电电路一般是使用开关管对放电回路进行开关，实现放电功能。开关管的开关由控制信号驱动，需额外的控制设备进行控制。主放电回路与被放电回路或器件并联连接。可放电电压和放电功率均较小，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种过压自动放电电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种过压自动放电电路，包括：

高压取样电路，用于将千伏级的电压降压至15伏以内，获取采样电压输送至开关自动驱动电路；

主放电电路，用于接收开关自动驱动电路的控制，完成放电；

供电电路，用于为开关自动驱动电路供电；

开关自动驱动电路，用于检测采样电压的大小，采样电压大于设定电压时，通过保护电路驱动主放电电路放电，采样电压小于设定电压时，停止驱动主放电电路；

保护电路，用于防止主放电电路的开关器件损坏；

高压取样电路连接开关自动驱动电路，开关自动驱动电路连接保护电路，保护电路连接主放电电路，供电电路连接开关自动驱动电路。

作为本实用新型再进一步的方案：高压取样电路包括多个降压子电路，多个降压子电路两两之间串联连接，第一个降压子电路的输入端通过接口J4连接用电电压，最后一个降压子电路的输出端接地，最后一个降压子电路的输入端连接上一个降压子电路、开关自动驱动电路；

降压子电路包括电容C21、电阻R21、电阻R22，电容C21、电阻R21、电阻R22并联。

作为本实用新型再进一步的方案：主放电电路包括电阻R35、开关管TP1，开关管TP1的G极连接开关自动驱动电路、保护电路，开关管TP1的E极接地，开关管TP1的C极连接电阻R35的一端、保护电路，电阻R35的另一端通过接口J7连接用电电压。

作为本实用新型再进一步的方案：供电电路包括稳压器Q1，稳压器Q1型号为IB2415LS-IWR3，稳压器Q1的1号引脚通过电感L1接入24V电压，稳压器Q1的6号引脚输出15V电压。

作为本实用新型再进一步的方案：开关自动驱动电路包括比较器U1，比较器U1型号为LM393，比较器U1的3号引脚依次通过电阻R14、电阻R13连接高压取样电路，比较器U1的2号引脚依次通过电阻R11、电阻R8连接设定电压，比较器U1的8号引脚连接供电电路、电阻R6的一端，比较器U1的1号引脚连接电阻R6的另一端、电阻R3的一端、电阻R2的一端，电阻R3的另一端连接主放电电路，电阻R2的另一端连接二极管D2的负极、二极管D3的正极，二极管D3的负极接地，二极管D2的正极接地。

作为本实用新型再进一步的方案：保护电路包括电阻R9、电阻R5、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C4、电阻R4、电阻R7、电阻R12、二极管D4、电容C5、电容C6、电容C7，电阻R9的一端连接电阻R5的一端、二极管D7的负极、开关自动驱动电路，电阻R9的另一端接地，二极管D7的正极连接二极管D5的正极，二极管D5的负极接地，电阻R5的另一端连接电容C4的一端、二极管D6的负极、开关管TP1的G极，电容C4的另一端接地，二极管D6的正极接地，电阻R4的一端连接二极管D4的正极、开关管TP1的C极，电阻R4的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接二极管D4的负极、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端，电容C5的另一端接地，电容C6的另一端接地，电容C7的另一端接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型开关管(IGBT)的驱动信号无需软件或控制系统控制，直接由开关自动驱动电路通过对比采样电压和设定电压给出，可脱离控制系统独立工作；针对不同放电电压及放电功率，可灵活配置元器件参数，具有极高的工况适应性；全方位的保护电路、合理的元器件选型及布局，保证了电路各部分稳定工作，提高了稳定性及可靠性。

附图说明

图1为一种过压自动放电电路的原理图。

图2为高压取样电路的电路图。

图3为主放电电路的电路图。

图4为供电电路的电路图。

图5为开关自动驱动电路的电路图。

图6为保护电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种过压自动放电电路，包括：

高压取样电路，用于将千伏级的电压降压至15伏以内，获取采样电压输送至开关自动驱动电路；

主放电电路，用于接收开关自动驱动电路的控制，完成放电；

供电电路，用于为开关自动驱动电路供电；

开关自动驱动电路，用于检测采样电压的大小，采样电压大于设定电压时，通过保护电路驱动主放电电路放电，采样电压小于设定电压时，停止驱动主放电电路；

保护电路，用于防止主放电电路的开关器件损坏；

高压取样电路连接开关自动驱动电路，开关自动驱动电路连接保护电路，保护电路连接主放电电路，供电电路连接开关自动驱动电路。

在本实施例中：请参阅图2，高压取样电路包括多个降压子电路，多个降压子电路两两之间串联连接，第一个降压子电路的输入端通过接口J4连接用电电压，最后一个降压子电路的输出端接地，最后一个降压子电路的输入端连接上一个降压子电路、开关自动驱动电路；

降压子电路包括电容C21、电阻R21、电阻R22，电容C21、电阻R21、电阻R22并联。

多个降压子电路完成降压处理，千伏级的电压降压至15伏以内，若实际需放电的电压过高，导致分压后超过15伏，则需新增降压子电路，增大分压比。分压电路的上端接口J4端子与高压用电电压部分相连，下端接口J5端子与高压电的地电位相连，分压后的输出信号V_signal输送至开关自动驱动电路。

在本实施例中：请参阅图3，主放电电路包括电阻R35、开关管TP1，开关管TP1的G极连接开关自动驱动电路、保护电路，开关管TP1的E极接地，开关管TP1的C极连接电阻R35的一端、保护电路，电阻R35的另一端通过接口J7连接用电电压。

在用电电压过大时，这时开关自动驱动电路输出高电平，驱动开关管(IGBT)TP1导通，进而将用电电压通过电阻R35、开关管TP1输出，泄出电压。

在本实施例中：请参阅图4，供电电路包括稳压器Q1，稳压器Q1型号为IB2415LS-IWR3，稳压器Q1的1号引脚通过电感L1接入24V电压，稳压器Q1的6号引脚输出15V电压。

将24V电压转化为15V电压，为开关自动驱动电路供电。

在本实施例中：请参阅图5，开关自动驱动电路包括比较器U1，比较器U1型号为LM393，比较器U1的3号引脚依次通过电阻R14、电阻R13连接高压取样电路，比较器U1的2号引脚依次通过电阻R11、电阻R8连接设定电压，比较器U1的8号引脚连接供电电路、电阻R6的一端，比较器U1的1号引脚连接电阻R6的另一端、电阻R3的一端、电阻R2的一端，电阻R3的另一端连接主放电电路，电阻R2的另一端连接二极管D2的负极、二极管D3的正极，二极管D3的负极接地，二极管D2的正极接地。

比较器U1输入设定电压和采样电压，两者比较。设定电压与分压比的乘积是待放电高压(用电电压)允许的电压最高值。当待放电高压因各种因素电压升高超过允许值时，取样电路分压后的值即大于电压比较器U1的设定电压，比较器U1输出高电平，进而驱动主放电电路导通，实现快速放电功能，此时放电指示灯D3亮。当主放电电路将电压放至允许值以下时，电压比较器U1的输入正端电压低于输入负端电压，比较器U1输出低电平，主放电电路关断，结束放电过程。

在本实施例中：请参阅图6，保护电路包括电阻R9、电阻R5、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C4、电阻R4、电阻R7、电阻R12、二极管D4、电容C5、电容C6、电容C7，电阻R9的一端连接电阻R5的一端、二极管D7的负极、开关自动驱动电路，电阻R9的另一端接地，二极管D7的正极连接二极管D5的正极，二极管D5的负极接地，电阻R5的另一端连接电容C4的一端、二极管D6的负极、开关管TP1的G极，电容C4的另一端接地，二极管D6的正极接地，电阻R4的一端连接二极管D4的正极、开关管TP1的C极，电阻R4的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接二极管D4的负极、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端，电容C5的另一端接地，电容C6的另一端接地，电容C7的另一端接地。

图6中左端为IGBT的驱动端(GE)保护电路，右端为IGBT的开关端(CE)保护电路。GE保护电路通过反串联的两个稳压管(D5、D7)及稳压管D6，防止GE电压过高或反向，从而损坏IGBT开关。通过串联的电阻R5进行限流，同时电阻R5与电容C4配合组成低通滤波器，过滤高频干扰导致的误触发。CE保护电路为典型的RCD吸收电路，减缓IGBT功率管关断时电压的上升速度，减小关断损耗。

本实用新型的工作原理是：高压取样电路将千伏级的电压降压至15伏以内，获取采样电压输送至开关自动驱动电路；主放电电路接收开关自动驱动电路的控制，完成放电；供电电路为开关自动驱动电路供电；开关自动驱动电路检测采样电压的大小，采样电压大于设定电压时，通过保护电路驱动主放电电路放电，采样电压小于设定电压时，停止驱动主放电电路；保护电路防止主放电电路的开关器件损坏。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种过压自动放电电路，其特征在于：

该过压自动放电电路包括：

高压取样电路，用于将千伏级的电压降压至15伏以内，获取采样电压输送至开关自动驱动电路；

主放电电路，用于接收开关自动驱动电路的控制，完成放电；

供电电路，用于为开关自动驱动电路供电；

开关自动驱动电路，用于检测采样电压的大小，采样电压大于设定电压时，通过保护电路驱动主放电电路放电，采样电压小于设定电压时，停止驱动主放电电路；

保护电路，用于防止主放电电路的开关器件损坏；

高压取样电路连接开关自动驱动电路，开关自动驱动电路连接保护电路，保护电路连接主放电电路，供电电路连接开关自动驱动电路。

2.根据权利要求1所述的过压自动放电电路，其特征在于，高压取样电路包括多个降压子电路，多个降压子电路两两之间串联连接，第一个降压子电路的输入端通过接口J4连接用电电压，最后一个降压子电路的输出端接地，最后一个降压子电路的输入端连接上一个降压子电路、开关自动驱动电路；

降压子电路包括电容C21、电阻R21、电阻R22，电容C21、电阻R21、电阻R22并联。

3.根据权利要求1所述的过压自动放电电路，其特征在于，主放电电路包括电阻R35、开关管TP1，开关管TP1的G极连接开关自动驱动电路、保护电路，开关管TP1的E极接地，开关管TP1的C极连接电阻R35的一端、保护电路，电阻R35的另一端通过接口J7连接用电电压。

4.根据权利要求1所述的过压自动放电电路，其特征在于，供电电路包括稳压器Q1，稳压器Q1型号为IB2415LS-IWR3，稳压器Q1的1号引脚通过电感L1接入24V电压，稳压器Q1的6号引脚输出15V电压。

5.根据权利要求1所述的过压自动放电电路，其特征在于，开关自动驱动电路包括比较器U1，比较器U1型号为LM393，比较器U1的3号引脚依次通过电阻R14、电阻R13连接高压取样电路，比较器U1的2号引脚依次通过电阻R11、电阻R8连接设定电压，比较器U1的8号引脚连接供电电路、电阻R6的一端，比较器U1的1号引脚连接电阻R6的另一端、电阻R3的一端、电阻R2的一端，电阻R3的另一端连接主放电电路，电阻R2的另一端连接二极管D2的负极、二极管D3的正极，二极管D3的负极接地，二极管D2的正极接地。

6.根据权利要求3所述的过压自动放电电路，其特征在于，保护电路包括电阻R9、电阻R5、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C4、电阻R4、电阻R7、电阻R12、二极管D4、电容C5、电容C6、电容C7，电阻R9的一端连接电阻R5的一端、二极管D7的负极、开关自动驱动电路，电阻R9的另一端接地，二极管D7的正极连接二极管D5的正极，二极管D5的负极接地，电阻R5的另一端连接电容C4的一端、二极管D6的负极、开关管TP1的G极，电容C4的另一端接地，二极管D6的正极接地，电阻R4的一端连接二极管D4的正极、开关管TP1的C极，电阻R4的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接二极管D4的负极、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端，电容C5的另一端接地，电容C6的另一端接地，电容C7的另一端接地。