[發(fā)明專利]一種高壓隔離分布式驅(qū)動電源

有效

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• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102201746A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 狄清;楊阿齊
• 申請（專利權）人: 溧陽市恒通電源系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M1/12
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王鵬翔

技術領域

本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電源，具體涉及一種高壓隔離分布式驅(qū)動電源，屬于智能電網(wǎng)、新能源和節(jié)能降耗技術領域。

背景技術

隨著智能電網(wǎng)建設、新能源發(fā)展和節(jié)能降耗政策的推進，各種功率變換技術如柔性交流輸電技術、交流變頻技術、電能質(zhì)量控制技術(含各類動態(tài)無功補償技術)中大量使用電力電子技術，且均向高電壓大功率方向發(fā)展。

高電壓大功率電力電子裝置中，由于受元器件耐壓限制，元器件必須串聯(lián)使用，一些大的功率變換裝置中串聯(lián)元器件數(shù)量極多。串聯(lián)使用的元器件的驅(qū)動電路的電源間、驅(qū)動電路的電源與主回路間也承受極高的電壓。

目前驅(qū)動電路的電源主要為電壓源并聯(lián)供電方式，該方式用隔離變壓器實現(xiàn)初、次級及次級各組電源的隔離，當高電壓大功率電力電子裝置需要上百組驅(qū)動電源時，工程上實踐就非常困難。該方式實現(xiàn)起來體積龐大、造價高，更大的缺點是隔離分布電容大，限制了主回路的高頻化。

為解決上述問題，提出了電流源型分布式電源方案，目前對此方案有一些研究，現(xiàn)有研究中電流源方式主要有交流方波和諧振式正弦波二種。

交流方波電流源方式是將交流電源經(jīng)整流和BUCK變換后得到恒幅值的直流電流，再經(jīng)橋式變換得到交流方波電流。交流方波電流含有較大的諧波，諧波含有量約為48％，且高次諧波含有量大，電磁干擾嚴重。該方案體積大，可靠性低。

諧振式正弦波電流源方式是在交流方波電流源的基礎上，在輸出級加上諧振環(huán)節(jié)，使輸出電流近似于正弦波，該技術在諧波、電磁干擾及器件開關特性方面有較大的改善，但控制復雜、可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種高隔離度、隔離分布電容小、低電磁干擾、易于控制、高可靠性、造價低、體積小和輸出電源模塊配置靈活的高壓隔離分布式驅(qū)動電源。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明包括交流三角波電流源產(chǎn)生電路、電流母線、至少設有一個隔離電流互感器和與對應的隔離電流互感器二次側(cè)相連接的輸出電源模塊；交流三角波電流源產(chǎn)生電路包括用于將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號的檢測電路、與檢測電路輸出端相連接的三角波電流控制電路、與三角波電流控制電路輸出端相連接的驅(qū)動電路、與驅(qū)動電路輸出端相連接的橋式變換電路和設置在橋式變換電路輸入端的整流濾波電路；電流母線貫穿隔離電流互感器并與檢測電路及橋式變換電路形成閉合回路。

上述橋式變換電路包括第一絕緣柵雙極晶體管、第二絕緣柵雙極晶體管、第三絕緣柵雙極晶體管、第四絕緣柵雙極晶體管和電感；第一絕緣柵雙極晶體管源極接第二絕緣柵雙極晶體管漏極，其公共端接電感一端，電感另一端接電流母線一端；第三絕緣柵雙極晶體管源極接第四絕緣柵雙極晶體管漏極，其公共端接電流母線另一端；第一絕緣柵雙極晶體管漏極與第三絕緣柵雙極晶體管漏極相連接，其公共端接整流濾波電路一輸出端；第二絕緣柵雙極晶體管源極與第四絕緣柵雙極晶體管源極相連接，其公共端接整流濾波電路另一輸出端。

上述驅(qū)動電路包括第一驅(qū)動模塊和第二驅(qū)動模塊；第一驅(qū)動模塊連接驅(qū)動第一絕緣柵雙極晶體管和第二絕緣柵雙極晶體管；第二驅(qū)動模塊連接驅(qū)動第三絕緣柵雙極晶體管和第四絕緣柵雙極晶體管。

上述三角波電流控制電路包括第一比較器、第二比較器、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻；第一電阻和第三電阻串聯(lián)，其公共端接第一比較器第一輸入端，第一電阻另一端接檢測電路輸出端，第三電阻另一端接地；第二電阻和第四電阻串聯(lián)，其公共端接第一比較器第二輸入端，第二電阻另一端接地，第四電阻另一端接第一比較器輸出端；第一比較器輸出端接第一驅(qū)動模塊輸入端和第二比較器第一輸入端；第二比較器第二輸入端接接地；第二比較器輸出端接第二驅(qū)動模塊輸入端。本發(fā)明巧妙地利用了電感所固有的伏安特性形成三角波電流輸出，使控制電路簡單、可靠。

上述檢測電路采用的是電流傳感器。

上述電流母線采用的是單芯高壓電纜。

本發(fā)明具有隔離度高、隔離分布電容小、造價低和體積小等優(yōu)點；本發(fā)明的電流源波形為三角波，諧波含有量低于12％，比現(xiàn)有的諧振式正弦波電流源諧波含有量略高，但其中三次諧波含有量約11％，七次以上高次諧波幾乎沒有，故電磁干擾很小；本發(fā)明還具有損耗小、效率高、控制簡單和可靠性高等優(yōu)點；本發(fā)明電流母線穿過隔離電流互感器，隔離電流互感器可安裝在電流母線所走過的任意位置，隔離電流互感器和輸出電源模塊的數(shù)量根據(jù)電力電子裝置(電力電子裝置包括多個電力電子器件。)所需隔離電源數(shù)量配置，使得輸出電源模塊配置靈活。

附圖說明