[實用新型]一種三電平變頻電路中點檢測單元

有效

• 申請號: 200920100882.3
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN201527442U
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 曲文超;孫敬華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱九洲電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/22
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

(一)技術領域

本實用新型涉及一種變頻器，具體涉及一種三電平變頻電路中點檢測單元。

(二)技術背景

近年來，隨著工業領域對大容量功率裝置的需求增多，多電平逆變電路以其無需功率器件串聯、諧波含量少、開關頻率降低、效率高以及能夠減小共模電壓等諸多優點而得到廣泛的應用。三電平逆變電路是基本的多電平逆變電路，在諧波含量、開關頻率、功率器件承受的開關應力等性能方面不如更多電平數的逆變電路，但是主電路結構比較簡潔，采用的功率器件少，控制方法相對簡單，體積小成本低，可靠性高。

三電平變頻電路控制的關鍵點是控制中點電位，如果中點電位不平衡，在交流輸出側會產生低次諧波，使變流電路的輸出效率變低，同時諧波還會對電機產生脈動轉矩，影響電機的調速性能；另外，變流電路某些開關管承受的電壓增高，降低了系統的可靠性；最后，中點電位偏移降低了直流側電容的壽命。

(三)發明內容

本實用新型的目的在于輔助解決中點電位波動所造成的不利影響，提供一種三電平變頻電路中點檢測單元，使中點電位波動實時反映給控制器，從而進行實時合理的控制。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種三電平變頻電路中點檢測單元，包括集成運算放大電路、集成電壓比較電路、開關電源模塊和光電耦合器，直流母線電壓輸入連接開關電源模塊及集成運算放大電路，集成運算放大電路輸出連接集成電壓比較電路，集成電壓比較電路輸出連接兩個光電耦合器，開關電源模塊分別給集成運算放大電路、集成電壓比較電路、光電耦合器提供隔離電源；當中點電位正常時，兩路光電耦合器輸出OUT1、OUT2均為高電平；當中點電位向上偏移時，其中一路光電耦合器輸出由高電平變為低電平；當中點電位向下偏移時，另一路光電耦合器輸出由高電平變為低電平，從而將中點電位變化信號傳遞給控制器。

本實用新型還有這樣一些技術特征：

1、所述的開關電源模塊位于電路板上側，集成運算放大電路置于開關電源模塊左下側，集成電壓比較電路位于開關電源模塊下側，兩個光電耦合器位于集成電壓比較電路右側由上而下排列。

2、三電平變頻器中點與開關電源模塊給運算放大電路供電的正負電源中點及集成運算放大電路各路同相輸入端相連接。

本實用新型所采用的技術方案是用一片集成運算放大電路、利用有源濾波技術、成熟的開關電源技術，加數模轉換電路構成。實現了用低成本電路構成三電平變頻器中點檢測單元。直流母線電壓信號經降壓處理后，進入集成運算放大電路，經幅值放大或縮小，有源濾波后輸出給集成電壓比較電路，集成電壓比較電路完成輸入信號的比較及模擬信號輸出，然后由光電耦合器完成模擬信號與數字信號的轉換，并最終將檢測信號輸出至控制器。

本實用新型的益處在于開關電源模塊能夠為整個電路板提供用電電源，檢測單元器件價格低廉，性能可靠，且可根據直流母線電壓的不同選擇分壓電阻，靈活多變，適應不同電壓等級，擯棄了昂貴的傳感器檢測。因此本檢測單元具有技術成熟，結構簡單，性能可靠，價格低廉的特點。

(四)附圖說明

圖1是集成運算放大電路的內部原理圖；

圖2是集成電壓比較電路的內部原理圖；

圖3是光電耦合器的內部原理圖；

圖4是具體實施中技術方案原理圖；

圖5是元件布局結構圖。

(五)具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明：

結合圖4、圖5，本實施例包括一片集成運算放大電路TL074、一片集成電壓比較電路LM239、開關電源模塊和兩個光電耦合器TLP421，外部輸入連接開關電源模塊及集成運算放大電路TL074，集成運算放大電路連接集成電壓比較電路LM239，集成電壓比較電路LM239輸出連接兩個光電耦合器TLP421，最終檢測信號由光電耦合器輸出給控制器，開關電源模塊分別給集成運算放大電路TL074、集成電壓比較電路LM239、光電耦合器LM239提供隔離電源。