CN205566112U - 变频器用电容串联电压平衡电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频器用电容串联电压平衡电路，它涉及电力电子技术领域。它包括三极管、第一电容、第二电容、第一电阻‑第四电阻，三极管的集电极接第三电阻至直流母线的正极，三极管的发射极接第四电阻至直流母线的负极，直流母线的正极、负极之间接有第一电容与第二电容的串联电路，第一电容的正极与直流母线的正极连接，第二电容的负极与直流母线的负极连接，第一电容、第二电容之间的节点与三极管的发射极连接，三极管的基极分别通过第一电阻、第二电阻与直流母线的正极、负极连接，所述第一电阻与第二电阻的阻值相同。本实用新型安装简便，均压效果好，降低功耗，提高***效率，且节约成本，实用性强。

Description

变频器用电容串联电压平衡电路

技术领域

本实用新型涉及的是电力电子技术领域，具体涉及变频器用电容串联电压平衡电路。

背景技术

变频器是把电网市电先整流成直流电，再把直流电逆变成需要的交流电拖动电机的装置。变频器有几个部分，交流-直流，直流-交流，控制器和辅助电源。电容串联后与母线电压连接，为逆变电路和辅助电源提供稳定的电压。变频器在工作过程中，母线电压最高可能达到800V。比较常见的电解电容无法满足这一要求，为了满足直流母线电压的要求，电解电容必须串联使用。电解电容串联的时候，需要确认加载每个电容上的电压不能超过其最大的允许电压。单个电容上所分配的电压由母线电压按照电容的等效并联电阻来分配，由于单个电容的等效并联电阻差异很大，电压分配会差异很大，可能导致单个电容上的电压超过其允许值。

为了确保电解电容使用安全，一般都是采用均压电阻强制均压的方法，在电容器上并联电阻。在强制均压的电路中，由于流过均压电阻的电流要远大于电解电容的泄漏电流，所以利用均压电阻来并联电解电容的均压方法，等于是在用更大的泄露电流来削弱现有电容泄漏电流的影响。并且均压电阻长期在工作状态下，故引起较大的功耗，影响***的效率，增加安装的难度。总体上讲，均压的效果比较差。

为了解决上述问题，设计一种新型的变频器用电容串联电压平衡电路还是很有必要的。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种变频器用电容串联电压平衡电路，它不但结构简单，设计合理，安装简便，均压效果好，同时也降低功耗，提高***效率，且节约成本，实用性强，易于推广使用。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：变频器用电容串联电压平衡电路，包括三极管、第一电容、第二电容、第一电阻-第四电阻，三极管的集电极接第三电阻至直流母线的正极，三极管的发射极接第四电阻至直流母线的负极，直流母线的正极、负极之间接有第一电容与第二电容的串联电路，第一电容的正极与直流母线的正极连接，第二电容的负极与直流母线的负极连接，第一电容、第二电容之间的节点与三极管的发射极连接，三极管的基极分别通过第一电阻、第二电阻与直流母线的正极、负极连接。

作为优选，所述的第一电阻与第二电阻的阻值相同，两者得到了直流母线电压的一半。

本实用新型的有益效果：与传统的均压电阻强制均压的方法相比，不但减小了体积，节约了成本，降低了***功耗，提高了***的效率，简化了安装的难度，而且明显地提高了均压效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：变频器用电容串联电压平衡电路，包括三极管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1-第四电阻R4，三极管Q1的集电极接第三电阻R3至直流母线的正极，三极管Q1的发射极接第四电阻R4至直流母线的负极，直流母线的正极、负极之间接有第一电容C1与第二电容C2的串联电路，第一电容C1的正极与直流母线的正极连接，第二电容C2的负极与直流母线的负极连接，第一电容C1、第二电容C2之间的节点与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极分别通过第一电阻R1、第二电阻R2与直流母线的正极、负极连接。

值得注意的是，所述的第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相同，即R1=R2，得到了直流母线电压的一半，而这个电压与每个电容上理论应该得到的标准电压相等。

本具体实施方式的工作原理：第三电阻R3和三极管Q1串联后并联到第一电容C1上，第四电阻R4直接并联到第二电容C2上；设 P+与 N-之间的电压为U，第一电容C1两端电压为 U1，第二电容C2两端的电压为U2，三者之间的关系必然满足：U=U1+U2，由于第一电阻R1、第二电阻R2的阻值相等，所以A点的电压UA=1/2*U，而B点电压UB则与第一电容C1两端的电压U1和第二电容C2两端的电压U2有关，根据串联分压原理我们知道，当U1电压高时，B点电压UB就低，反之，当U2电压高时，B点电压UB就高。

把三极管Q1的开通电压记为 Ube，从图1中可以看到，Ube=UA-UB，若第一电容C1和第二电容C2的电压差值增大，当 U1-U2＞Ube 时，则 A 和B两点的电压差大于三极管Q1的开通电压Ube，此时三极管 Q1 开通，第一电容C1通过三极管Q1向第三电阻R3 放电，由于第三电阻R3的阻值较小，而第四电阻R4的阻值大，第一电容C1上放电速度比较快，直到 U1-U2＜Ube。

若第一电容C1和第二电容C2的电压差值减小，当U1-U2＜Ube时，则A和B两点的电压差小于三极管Q1的开通电压Ube，此时三极管Q1关断，第四电阻R4并联在第二电容C2的两端，第二电容C2通过第四电阻R4放电，U2电压逐渐缓慢降低，直到 U1-U2＞Ube。

第三电阻R3和第四电阻R4的阻值不同，第四电阻R4一直加在第二电容C2上，形成一定的泄露电流，此泄露电流较小，第三电阻R3通过三极管Q1动态的并联在第一电容C1上，此泄露电流较大，这样在第一电容C1、第二电容C2上并联的泄露电流大小有一定的互补，可以进行均压。

本具体实施方式设计在电机控制***中的变频器中，是防止在变频器内部的串联电解电容电压不平衡的电路装置，可以使用在任意的电容器均压电路中，只需要一个三极管，三极管不需要承受大电流，只要对上下电容漏电流的差进行补偿，不需要使用大功率的电阻，就可以使电容的电压平衡，均压效果好，相比以前的均压方式，电阻的功耗降低，节约成本，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1. 变频器用电容串联电压平衡电路，其特征在于，包括三极管(Q1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一电阻(R1)-第四电阻(R4)，三极管(Q1)的集电极接第三电阻(R3)至直流母线的正极，三极管(Q1)的发射极接第四电阻(R4)至直流母线的负极，直流母线的正极、负极之间接有第一电容(C1)与第二电容(C2)的串联电路，第一电容(C1)的正极与直流母线的正极连接，第二电容(C2)的负极与直流母线的负极连接，第一电容(C1)、第二电容(C2)之间的节点与三极管(Q1)的发射极连接，三极管(Q1)的基极分别通过第一电阻(R1)、第二电阻(R2)与直流母线的正极、负极连接。

2.根据权利要求1所述的变频器用电容串联电压平衡电路，其特征在于，所述的第一电阻(R1)与第二电阻(R2)的阻值相同。