[發明專利]有源DC母線電壓均衡電路

在審

• 申請號: 202211639782.4
• 申請日: 2022-12-20
• 公開（公告）號: CN116345866A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 澤利科·揚科維奇;曹繼軍
• 申請（專利權）人: 羅克韋爾自動化技術公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M3/335;H02P6/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 姚文杰

本發明涉及有源DC母線電壓均衡電路。一種系統具有：帶有第一端子和第二端子、中間節點、第一電容器和第二電容器的DC母線電路；第一耗盡型FET和第二耗盡型FET以及第一開關控制電路和第二開關控制電路，其中：第一耗盡型FET具有耦接至第一母線端子的漏極，耦接至中間節點的源極和柵極；第二耗盡型FET具有耦接至中間節點的漏極，耦接至第二母線端子的源極和柵極；第一開關控制電路響應于第一母線電容器的第一電容器電壓小于或等于第二母線電容器的第二電容器電壓而斷開第一耗盡型FET；以及第二開關控制電路響應于第一電容器電壓大于或等于第二電容器電壓而斷開第二耗盡型FET。

背景技術

本文中公開的主題涉及電力轉換器以及用于對DC母線電容器進行均衡和放電的裝置和技術。母線電容器電壓均衡在具有高電壓DC母線電路的電機驅動裝置或其他電力轉換系統中是有用的，例如，使用絕緣電阻可以基于施加的電壓、溫度、老化、設計和制造公差而變化的電解電容器，導致泄漏電流。另外，當控制電源不可用時，DC母線電容器存儲期望在較低電壓水平下快速放電的電荷。

發明內容

在一方面，一種系統包括：具有第一母線端子、第二母線端子、第一母線電容器和第二母線電容器的DC母線電路。第一母線電容器和第二母線電容器在第一母線端子和第二母線端子之間彼此串聯耦接，并且第一母線電容器和第二母線電容器在中間節點處彼此耦接。該系統還包括耦接在第一母線電容器和第一開關控制電路之間的第一耗盡型場效應晶體管(FET)，耦接在第二母線電容器和第二開關控制電路之間的第二耗盡型FET，以及控制電路，控制電路被配置成控制第一耗盡型FET和第二耗盡型FET以均衡第一母線電容器的第一電容器電壓和第二母線電容器的第二電容器電壓。

在另一方面，一種系統包括DC母線電路、第一耗盡型FET、第二耗盡型FET、電壓感測電路、第一開關控制電路和第二開關控制電路。DC母線電路具有第一母線端子、第二母線端子、中間節點、第一母線電容器和第二母線電容器。第一母線電容器具有耦接至第一母線端子的第一端子和耦接至中間節點的第二端子。第二母線電容器具有耦接至中間節點的第一端子和耦接至第二母線端子的第二端子。第一耗盡型場效應晶體管(FET)具有耦接至第一母線端子的漏極，耦接至中間節點的源極和柵極。第二耗盡型FET具有耦接至中間節點的漏極，耦接至第二母線端子的源極和柵極。電壓感測電路被配置成感測第一母線電容器的第一電容器電壓和第二母線電容器的第二電容器電壓。第一開關控制電路被配置成響應于第一電容器電壓小于或等于第二電容器電壓而斷開第一耗盡型FET。第二開關控制電路被配置成響應于第一電容器電壓大于或等于第二電容器電壓而斷開第二耗盡型FET。

在又一方面，電機驅動裝置包括：整流器、DC母線電路、逆變器、第一耗盡型FET和第二耗盡型FET以及控制電路。DC母線電路具有耦接至整流器的輸出的第一母線端子、耦接至整流器的輸出的第二母線端子、第一母線電容器和第二母線電容器。第一母線電容器和第二母線電容器在第一母線端子和第二母線端子之間彼此串聯耦接，并且第一母線電容器和第二母線電容器在中間節點處彼此耦接。逆變器具有耦接至第一母線端子和第二母線端子的輸入和被配置成驅動電機負載的輸出。第一耗盡型FET耦接在第一母線電容器和第一開關控制電路之間。第二耗盡型FET耦接在第二母線電容器和第二開關控制電路之間。控制電路被配置成控制第一耗盡型FET和第二耗盡型FET以均衡第一母線電容器和第二母線電容器。

附圖說明

圖1是具有電機驅動裝置的電力轉換系統的示意圖。

圖1A是圖1的系統中的母線均衡和放電控制電路的示意圖。

圖1B是圖1的系統中的電壓感測電路的示意圖。

圖1C是圖1的系統中的調節器電路的示意圖。

圖1D是圖1的系統中的開關控制電路的示意圖。

圖2是示出圖1的系統的操作的流程圖。

圖3和圖4是比較的DC母線電壓放電圖表。

具體實施方式