一種簡單有效的平衡母線電壓方法

AndyYang200710HHPTechnicalDocument一種有效的直流母線電壓平衡方法2023/10/111RCDsystem概要在變頻器系統(tǒng)中,由于直流母線電壓一般都比較高,無法將單個(gè)電容直接并在母線兩端,通常情況,都是將電容串連后,在并到母線電壓兩端.為了平衡兩個(gè)串連的電容上的電壓,一般采用并聯(lián)均壓電阻的方法來實(shí)現(xiàn)電壓的平衡.但由于使用均壓電阻必須考慮到電容的漏電流的值,所以一般已最壞情況下漏電流的標(biāo)準(zhǔn)來選擇電阻阻值,這樣導(dǎo)致電阻的消耗功率較大,而且由于產(chǎn)品一上電,就通過均壓電阻在放電,長時(shí)間來看,這是一個(gè)不小的損耗.

為了避免這種無用的損耗,本文將介紹一種簡單的,低損耗的方法來取代均壓電阻的方法.用一種便宜,低電壓,小信號驅(qū)動(dòng)的雙向共基極三極管來均衡電容電壓.

在下面的章節(jié)中將介紹這種電路的原理,分析平衡電壓電路的基本特征,選擇元器件的主要標(biāo)準(zhǔn).2023/10/112介紹

Uc1Uc2Idelta2023/10/113介紹

在通用變頻器結(jié)構(gòu)中,通常存在交流變直流母線環(huán)節(jié),為了減小母線電壓波動(dòng),一般用并聯(lián)電力電容的方法來做緩沖電容,由于在400VAC供電系統(tǒng)下,產(chǎn)品的母線電壓會達(dá)到560V以上,變頻器運(yùn)行時(shí),母線電壓會在500~800V之間撥動(dòng),但由于當(dāng)前的電力電容的耐壓值大都在500V左右,所以通常用電容串連的方法來提高電容的耐壓值.電容的串連可以使用低耐壓值的電容來充當(dāng)緩沖器,但由于各個(gè)電容的壽命及使用條件的差異性,導(dǎo)致電容的漏電流各不相同,導(dǎo)致串連的電容并不能均勻分配母線電壓,電壓分配的不均勻,在極限情況下,會損壞電容,或縮短電容的使用壽命.

為了平衡電容的電壓,一般在設(shè)計(jì)上通常采用均壓電阻的方法來均分電壓.但由于為了滿足電容間最大漏電流的補(bǔ)償,通常需要選用功率較大的均壓電阻來分配電壓,從而導(dǎo)致能源的損耗也比較大,特別在現(xiàn)場應(yīng)用中,變頻器通常是始終供電的,即使變頻器不在運(yùn)行狀態(tài),這種電阻損耗也一直存在,下一章節(jié)我們會詳細(xì)介紹這種電壓平衡方法的原理及弊端.

2023/10/114介紹現(xiàn)在有一種新的電壓平衡方法,可以大大的降低這種能耗,而且成本也在合理范圍內(nèi),我們稱其為主動(dòng)式電壓平衡,以前通過電阻來均壓的方法我們稱之為被動(dòng)式電壓平衡方法.下面簡要介紹一下這種主動(dòng)式電壓平衡的原理:V2V4PAPNRBRBQNQPV1V3圖1如圖1:當(dāng)V2=V1,V3=V4時(shí),因V1=V3,所以V2=V4,電容電壓平衡,電容漏電流一致由于V1=V2, V3=V4,所以三極管QN,QP關(guān)閉不工作.當(dāng)V2>V1,V4<V3時(shí),QN滿足導(dǎo)通工作條件,向下電容補(bǔ)償漏電流,使得上下電容得漏電流一致,達(dá)到新 的平衡后,QN關(guān)閉.當(dāng)V2<V1,V4>V3時(shí),QP滿足導(dǎo)通工作條件,上電容的多余漏電流由QP導(dǎo)出,使得使得上下電容得漏電 流一致,達(dá)到新的平衡后,QP關(guān)閉.