[發明專利]一種供能保護電路

有效

• 申請號: 201810575279.4
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108963986B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 張龍;王留菊;鐘建英;程鐵漢;張軍民;高樹同;陳玉峰
• 申請（專利權）人: 北京平高清大科技發展有限公司;平高集團有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

本發明涉及一種供能保護電路，包括用于連接供能電路的電路輸入端口、用于連接負載的電路輸出端口、串設在電路輸入端口和電路輸出端口之間的功率開關、以及功率開關控制電路，功率開關控制電路控制連接功率開關；還包括電壓采樣電路、電壓積分運算放大電路以及控制器；電壓采樣電路采樣連接電路輸出端口用于獲取電路輸出端口電壓，電壓采樣電路的信號輸出端連接電壓積分運算放大電路的輸入端，電壓積分運算放大電路的輸出端連接功率開關控制電路，控制器連接電壓積分運算放大電路的輸入端和輸出端。本發明通過控制串聯在供能電路和負載之間的功率開關的導通程度，從而達到穩定和限制供能電路的輸出電壓的目的，有效保護了負載。

技術領域

本發明涉及一種供能保護電路，屬于直流輸電技術領域。

背景技術

高壓直流斷路器的核心器件是電力電子器件，在實際應用中，電力電子器件組成電力電子模塊，電力電子模塊通過串聯實現高電位。其中每個電力電子模塊都需要有其對應的驅動電路，驅動電路與電力電子模塊通過電氣直接連接，處于同一電位。驅動電路若想取得能量，只能在高位自取能，或者通過隔離從低電位供能。

對于高壓直流斷路器，因其在閉合時單個電力電子模塊的電容不儲備能量，無法實現高位自取能，一般采用從低電位隔離系統供能。目前的高電位供能系統一般包括交流調壓器、變壓器、分布式磁環、整流穩壓模塊，在高壓直流斷路器中，其單個的電力電子模塊用電功率不恒定，而每個分布式磁環得到的電流是恒定的，這就需要整流穩壓模塊輸出的能量可以分流，做到自適應負載波動情況，極限情況是后級完全無負載或者負載損壞，這就需要有保護電路。而現有供能系統一般不具備保護功能，一旦電力電子模塊出現損壞情況，低電位隔離供能系統也將受到不可估量的損壞。

另外，在高壓大功率電力電子模塊的應用中，由于大功率電力電子模塊工作電壓很高(例如800KV直流開關系統)，動作電流很大(例如30KA)，在類似現場的條件下，為電力電子模塊提供控制電壓的高位供能電路會受到強電場和強磁場干擾而導致供能失效，通常失效機制為：

1、供能模塊由于調整率不足產生尖峰電流電壓損壞后級控制電路；

2、供能模塊輸出調整率過低導致在電力電子模塊負載在快速變化時出現電壓跌落現象；

3、由于電力電子模塊負載控制電路失控時短路導致供能模塊損壞；

4、由于通用供能電路不具有針對性的現場參數設置能力而導致在負載突變時輸出特性一致性差；

5、現有供能模塊當內部控制穩壓電路失效時，由于其電流源特性導致在負載較低或者空載時存在輸出電壓異常增加對負載引起電壓擊穿風險。

由于現有供能模塊在技術和結構上存在上述幾點缺陷和問題，需要發明一種新的技術方案，以起到自動保護供能模塊和最終負載的目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種供能保護電路，用于解決供能電路和最終負載之間保護的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種供能保護電路，包括以下方案：

方案一：包括用于連接供能電路的電路輸入端口、用于連接負載的電路輸出端口、串設在所述電路輸入端口和電路輸出端口之間的功率開關、以及功率開關控制電路，所述功率開關控制電路控制連接所述功率開關；還包括電壓采樣電路、電壓積分運算放大電路以及控制器；所述電壓采樣電路采樣連接所述電路輸出端口用于獲取電路輸出端口電壓，電壓采樣電路的信號輸出端連接所述電壓積分運算放大電路的輸入端，所述電壓積分運算放大電路的輸出端連接所述功率開關控制電路，所述控制器連接所述電壓積分運算放大電路的輸入端和輸出端。