[發明專利]基于光電耦合器檢測電壓相位的回饋方法和裝置

無效

• 申請號: 201410505520.8
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104362864A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 榮凱;魏學森;尹彭飛;郭少明;張丙建
• 申請（專利權）人: 山東新風光電子科技發展有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于光耦檢測電壓相位的回饋/整流方法，更具體的說，應用在高壓提升機變頻器功率單元內基于光耦檢測電壓相位的回饋/整流方法。

背景技術

提升機變頻器運行在四象限，就會存在電機發電的狀態，當電機處于發電狀態時，就給高壓提升機變頻器的功率單元充電，導致功率單元的母線電壓升高，為限制母線電壓升高，保證提升機變頻器的正常運行，必須處理電機發電給功率單元帶來的能量。

起初是通過放電電阻，將能量釋放掉，但這樣就導致了能源的浪費，目前市面上使用的都是將能量回饋到電網再利用，使用的方法是通過DSP的AD采樣管腳檢測電網電壓的相位，并產生PWM回饋信號，通過電感回饋到電網，功率單元內必須加整流橋。這種方法檢測電網電壓相位的方法復雜，而且通過AD采樣的方法采集電壓相位，容易受干擾，產生PWM回饋的方法復雜，器件多，成本高。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供了一種基于光耦檢測電壓相位的方法和裝置。

基于光耦檢測電壓相位的電路：包括耦合電路、CPLD控制電路、回饋/整流電路，耦合電路包括六個光電耦合器，光電耦合器的初級輸入按照三相半波整流形式連接，光電耦合器的次級輸出連接到CPLD控制電路的信號輸入端，CPLD控制電路的控制輸出端連接回饋驅動電路，回饋/整流電路驅動由6個IGBT組成的三相半波整流形式連接，三相電源連接所述回饋/整流電路，A相兩個光電耦合器通過CPLD控制電路分別連接到回饋/整流驅動電路的A相的上橋臂、下橋臂的IGBT的控制端，B相兩個光電耦合器通過CPLD控制電路分別連接到回饋/整流驅動電路的B相的上橋臂、下橋臂的IGBT的控制端，C相兩個光電耦合器通過CPLD控制電路分別連接到回饋/整流驅動電路的C相的上橋臂、下橋臂的IGBT的控制端,?回饋/整流驅動電路輸出端連接功率單元的逆變IGBT回路。

上述電路中，光電耦合器的次級輸出為OC門輸出，連接上拉電阻之后輸出5V和0V電平，通過電平轉換電路轉換為3.3V和0V電平，再輸入CPLD控制電路的輸入端。

上述電路中，CPLD控制電路的控制輸出端為3.3V和0V電平，通過電平轉換電路轉換為5V和0V電平，再連接到回饋驅動電路中的IGBT的控制端。

基于光耦檢測電壓相位的回饋方法：（1）三相電壓中的每相電壓經過兩半波光電耦合器轉換為低電壓數字電平信號；（2）檢測每相中的一個光電耦合器的次級輸出數字電平信號，當電平為高電平時，控制回饋/整流電路的同相中的上橋臂IGBT導通，用來判斷電壓信號的相位信息，控制回饋驅動電路驅動IGBT一個周期導通120度。

為提高容錯能力，檢測每相中另一個光電耦合器的次級輸出數字電平信號，當電平為低電平時，控制回饋/整流電路的同相中的下橋臂IGBT導通，每個IGBT由一個光電耦合器電壓檢測信號來控制，電壓檢測信號之間具有矯正性，提高系統可靠性?。

與現有技術相比本發明具有以下明顯的優點：本發明的電壓相位檢測電路控制方案，采用光耦的形式，將電壓的模擬量信號轉化為數字量信號，通過數字量信號的采集得到電壓的相位信息，抗干擾能力強，對于數字量信號的采集，功率單元內部只需一個CPLD完成，與現在控制電路中DSP+CPLD的方案相比，減少一個DSP芯片，降低成本，提高可靠性，新型的控制方案，同時不需要電抗器和整流橋，進一步降低成本。

附圖說明

圖1為輸入電壓相位檢測原理圖；

圖2為輸入電壓相位與上橋臂IGBT控制光耦輸出的電平關系圖；

圖3為輸入電壓相位與下橋臂IGBT控制光耦輸出的電平關系圖；

圖4為上橋臂IGBT控制光耦輸出與回饋驅動信號的關系圖；

圖5為下橋臂IGBT控制光耦輸出與回饋驅動信號的關系圖；

圖6為高壓提升機變頻器功率單元系統框圖；

圖7為回饋電路與功率單元主回路圖；

圖中：

1-A相輸入相電壓VA，2-上橋光耦VAU輸出；

3-A相輸入相電壓VA，4-下橋光耦VAD輸出；

5-上橋光耦VAU輸出，6-A相上橋臂IGBT驅動信號；

7-下橋光耦VAD輸出，8-A相下橋臂IGBT驅動信號；

9-耦合電路，?10-CPLD控制電路，11-主控系統，12-逆變IGBT回路，13-逆變驅動電路，14-回饋驅動電路，15-回饋/整流電路。

具體實施方式