一種電壓源變流模塊的控制電源裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電壓源變流模塊的控制電源裝置，包括第一直流側(cè)電容器，第二直流側(cè)電容器，第一半導(dǎo)體開關(guān)，第二半導(dǎo)體開關(guān)，第一放電電阻，第二放電電阻，第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管，第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源，第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源以及一臺(tái)控制器。采用本控制電源裝置使得隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的隔離絕緣耐壓水平下降一半，大幅度降低了隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的成本。
【專利說明】—種電壓源變流模塊的控制電源裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電壓源變流模塊，特別是涉及一種電壓源變流模塊的控制電源裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電壓源變流模塊在各種大容量變流器裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，例如，兩電平H橋電壓源變流模塊和三電平H橋電壓源變流模塊在基于鏈?zhǔn)阶兞髌鞯母邏鹤冾l調(diào)速器和新型靜止同步補(bǔ)償器中得到了廣泛應(yīng)用，兩電平MMC電壓源變流模塊和三電平MMC電壓源變流模塊在柔性直流輸電裝置中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]這些電壓源變流模塊的控制器通常由一個(gè)隔離DC/DC穩(wěn)壓電源提供控制電源，該隔離DC/DC穩(wěn)壓電源從電壓源變流模塊的直流側(cè)電容上取得輸入電源，當(dāng)其直流電容上的直流電壓較高時(shí)，該隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的隔離絕緣耐壓就要求較高，導(dǎo)致該隔離DC/DC穩(wěn)壓電源成本較高。因此，需要尋找一種新的電壓源變流模塊的控制電源裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電壓源變流模塊的控制電源裝置，解決常用的控制電源裝置所固有的隔離變壓器高絕緣耐壓實(shí)現(xiàn)困難及造價(jià)聞等缺點(diǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種電壓源變流模塊的控制電源裝置，其其包括第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器、第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源和控制器，所述的第一直流側(cè)電容器的正極端作為該控制電源裝置的正輸入端，所述的第一直流側(cè)電容器的負(fù)極端和所述的第二直流側(cè)電容器的正極端相連接，形成該控制電源裝置的零輸入端，所述第二直流側(cè)電容器的負(fù)極端作為該控制電源裝置的負(fù)輸入端，所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸入端與該控制電源裝置的正輸入端連接，所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸入端、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸入端與該控制電源裝置的零輸入端連接，所述第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸入端與該控制電源裝置的負(fù)輸入端連接；所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸出端和第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸出端相連接形成該控制電源裝置的正輸出端，所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸出端和第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸出端相連接形成該控制電源裝置的負(fù)輸出端；所述控制器的正輸入端與該控制電源裝置的正輸入端連接，所述控制器的零入端與該控制電源裝置的零輸入端連接，所述控制器的負(fù)輸入端與該控制電源裝置的負(fù)輸入端連接；所述控制器的第一正輸出端、第一負(fù)輸出端與第一放電電路連接，所述第一放電電路與所述第一直流側(cè)電容器并聯(lián)，所述控制器的第二正輸出端、第二負(fù)輸出端與第二放電電路連接，所述第二放電電路與所述第二直流側(cè)電容器并聯(lián)，所述控制器用于檢測第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器上的電壓，并根據(jù)第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器上的電壓通過第一放電電路、第二放電電路控制第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器的放電時(shí)間，使第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器的電壓保持平衡。
[0006]優(yōu)選地，所述第一放電電路包括第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一放電電阻和第一續(xù)流二極管；所述第二放電電路包括第二半導(dǎo)體開關(guān)、第二放電電阻和第二續(xù)流二極管；所述第一續(xù)流二極管的陰極、第一放電電阻的一端與該控制電源裝置的正輸入端連接，所述第一續(xù)流二極管的陽極、第一放電電阻的另一端與所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的集電極連接，所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極、第二續(xù)流二極管的陰極、第二放電電阻的一端與該控制電源裝置的零輸入端連接，所述第二續(xù)流二極管的陽極、第二放電電阻的另一端與該第二半導(dǎo)體開關(guān)的集電極連接，該第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極與該控制電源裝置的負(fù)輸入端連接；所述控制器的第一正輸出端連接所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的門極，所述控制器的第一負(fù)輸出端連接所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極，所述控制器的第二正輸出端連接所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的門極，所述控制器的第二負(fù)輸出端連接所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極，所述控制器根據(jù)第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器上的電壓分別給第一半導(dǎo)體開關(guān)的門極、第二半導(dǎo)體開關(guān)的門極輸送不同占空比的PWM信號(hào)，控制第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)的通斷時(shí)間，進(jìn)而控制第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器的放電時(shí)間。
[0007]如上所述，本實(shí)用新型的電壓源變流模塊的控制電源裝置具有以下有益效果:該控制電源裝置設(shè)置兩個(gè)直流側(cè)電容器，這樣可將較高的直流側(cè)電容電壓分成上下各一半直流電壓并分別作為兩臺(tái)隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的輸入，使得隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的隔離絕緣耐壓水平下降一半，大幅度降低了隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的成本，該控制電源裝置還設(shè)有控制器和放電電路，通過控制器控制放電電路的放電時(shí)間，從而可使兩個(gè)直流側(cè)電容器的電壓保持平衡。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的電壓源變流模塊控制電源裝置的構(gòu)成圖及其在電壓源變流模塊中的應(yīng)用接線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0010]請參閱圖1。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0011]如圖1所示，該圖虛線框內(nèi)是本實(shí)用新型的電壓源變流模塊控制電源裝置的構(gòu)成圖，虛線框外是本實(shí)用新型的電壓源變流模塊控制電源裝置在電壓源變流模塊中的應(yīng)用接線圖。
[0012]該電壓源變流模塊控制電源裝置包括第一直流側(cè)電容器Cl、第二直流側(cè)電容器C2，第一半導(dǎo)體開關(guān)S1、第二半導(dǎo)體開關(guān)S2，第一放電電阻R1、第二放電電阻R2、第一續(xù)流二極管Dl和第二續(xù)流二極管D2，第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P1、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P2以及一臺(tái)控制器CN。
[0013]第一直流側(cè)電容器Cl的正極端作為控制電源裝置的正輸入端DC+，第一直流側(cè)電容器Cl的負(fù)極端和第二直流側(cè)電容器C2的正極端相連接，形成控制電源裝置的零輸入端DC0，第二直流側(cè)電容器C2的負(fù)極端作為控制電源裝置的負(fù)輸入端DC-。第一續(xù)流二極管Dl的陰極以及第一放電電阻Rl的一端相連接并連接到控制電源裝置的正輸入端DC+，第一續(xù)流二極管Dl的陽極以及Rl的另一端相連接并連接到第一半導(dǎo)體開關(guān)SI的集電極，第一半導(dǎo)體開關(guān)SI的發(fā)射極、第二續(xù)流二極管D2的陰極以及第二放電電阻R2的一端與控制電源裝置的零輸入端DCO連接，第二續(xù)流二極管D2的陽極、第二放電電阻R2的另一端相連接并連接到第二半導(dǎo)體開關(guān)S2的集電極，第二半導(dǎo)體開關(guān)S2的發(fā)射極連接到控制電源裝置的負(fù)輸入端DC-。第一續(xù)流二極管D1、第一放電電阻Rl和第一半導(dǎo)體開關(guān)SI組成第一放電電路，該第一放電電路與第一直流側(cè)電容器Cl并聯(lián)，第二續(xù)流二極管D2、第二放電電阻R2和第二半導(dǎo)體開關(guān)S2組成第二放電電路，該第二放電電路與第二直流側(cè)電容器Cl并聯(lián)。
[0014]第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源Pl的正輸入端VI+連接到控制電源裝置的正輸入端DC+，第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源Pl的負(fù)輸入端和第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P2的正輸入端相連接并連接到該控制電源裝置的零輸入端DC0，第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P2的負(fù)輸入端連接到該控制電源裝置的負(fù)輸入端DC-;第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源Pl的正輸出端和第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P2的正輸出端相連接形成該控制電源裝置的正輸出端VO+，第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源Pl的負(fù)輸出端和第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P2的負(fù)輸出端相連接形成控制電源裝置的負(fù)輸出端V0-。
[0015]控制器CN的正輸入端連接到控制電源裝置的正輸入端DC+，控制器CN的零入端連接到控制電源裝置的零輸入端DC0，控制器CN的負(fù)輸入端連接到控制電源裝置的負(fù)輸入端DC-;控制器CN的第一正輸出端Gl連接到第一半導(dǎo)體開關(guān)SI的門極，控制器CN的第一負(fù)輸出端El連接到第一半導(dǎo)體開關(guān)SI的發(fā)射極，控制器CN的第二正輸出端G2連接到第二半導(dǎo)體開關(guān)S2的門極，控制器CN的第二負(fù)輸出端E2連接到第二半導(dǎo)體開關(guān)S2的發(fā)射極。
[0016]控制電源裝置在工作時(shí)，其正輸入端DC+、零輸入端DCO和負(fù)輸入端DC-分別連接到電壓源變流模塊的直流電容正端DC+、零端DCO和負(fù)端DC-，控制電源裝置的正輸出端VO+和負(fù)輸出端VO-分別連接電壓源變流模塊的控制部分的電源輸入正端和負(fù)端。第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P1、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P2分別從電壓源變流模塊的第一直流側(cè)電容器Cl、第二直流側(cè)電容器C2上取得直流電源輸入，各自隔離的穩(wěn)壓輸出并聯(lián)在一起為電壓源變流模塊的控制部分提供穩(wěn)壓控制電源。由于第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P1、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源P2輸入的功率可能不一致，會(huì)導(dǎo)致上下側(cè)直流電容電壓不平衡，因此將第一續(xù)流二極管D1、第一放電電阻Rl和第一半導(dǎo)體開關(guān)SI組成第一放電電路，使其與第一直流側(cè)電容器Cl并聯(lián)，第二續(xù)流二極管D2、第二放電電阻R2和第二半導(dǎo)體開關(guān)S2組成第二放電電路，使其與第二直流側(cè)電容器Cl并聯(lián)?？刂破鰿N根據(jù)測量到的第一直流側(cè)電容器Cl、第二直流側(cè)電容器C2的電壓值自動(dòng)控制生成不同占空比的PWM控制輸出，分別控制第一半導(dǎo)體開關(guān)S1、第二半導(dǎo)體開關(guān)S2的開通/關(guān)斷時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到控制來控制第一直流側(cè)電容器Cl、第二直流側(cè)電容器C2分別通過Rl和R2放電的時(shí)間，從而控制第一直流側(cè)電容器Cl與第二直流側(cè)電容器C2電壓的平衡。
[0017]該控制電源裝置設(shè)置兩個(gè)直流側(cè)電容器，這樣可將較高的直流側(cè)電容電壓分成上下各一半直流電壓并分別作為兩臺(tái)隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的輸入，使得隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的隔離絕緣耐壓水平下降一半，大幅度降低了隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的成本，該控制電源裝置還設(shè)有控制器和放電電路，通過控制器控制放電電路的放電時(shí)間，從而可使兩個(gè)直流側(cè)電容器的電壓保持平衡。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0018]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種電壓源變流模塊的控制電源裝置，其特征在于:其包括第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器、第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源和控制器，所述的第一直流側(cè)電容器的正極端作為該控制電源裝置的正輸入端，所述的第一直流側(cè)電容器的負(fù)極端和所述的第二直流側(cè)電容器的正極端相連接，形成該控制電源裝置的零輸入端，所述第二直流側(cè)電容器的負(fù)極端作為該控制電源裝置的負(fù)輸入端，所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸入端與該控制電源裝置的正輸入端連接，所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸入端、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸入端與該控制電源裝置的零輸入端連接，所述第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸入端與該控制電源裝置的負(fù)輸入端連接；所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸出端和第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸出端相連接形成該控制電源裝置的正輸出端，所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸出端和第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸出端相連接形成該控制電源裝置的負(fù)輸出端；所述控制器的正輸入端與該控制電源裝置的正輸入端連接，所述控制器的零入端與該控制電源裝置的零輸入端連接，所述控制器的負(fù)輸入端與該控制電源裝置的負(fù)輸入端連接；所述控制器的第一正輸出端、第一負(fù)輸出端與第一放電電路連接，所述第一放電電路與所述第一直流側(cè)電容器并聯(lián)，所述控制器的第二正輸出端、第二負(fù)輸出端與第二放電電路連接，所述第二放電電路與所述第二直流側(cè)電容器并聯(lián)，所述控制器用于檢測第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器上的電壓，并根據(jù)第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器上的電壓通過第一放電電路、第二放電電路控制第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器的放電時(shí)間，使第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器的電壓保持平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓源變流模塊的控制電源裝置，其特征在于:所述第一放電電路包括第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一放電電阻和第一續(xù)流二極管；所述第二放電電路包括第二半導(dǎo)體開關(guān)、第二放電電阻和第二續(xù)流二極管；所述第一續(xù)流二極管的陰極、第一放電電阻的一端與該控制電源裝置的正輸入端連接，所述第一續(xù)流二極管的陽極、第一放電電阻的另一端與所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的集電極連接，所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極、第二續(xù)流二極管的陰極、第二放電電阻的一端與該控制電源裝置的零輸入端連接，所述第二續(xù)流二極管的陽極、第二放電電阻的另一端與該第二半導(dǎo)體開關(guān)的集電極連接，該第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極與該控制電源裝置的負(fù)輸入端連接；所述控制器的第一正輸出端連接所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的門極，所述控制器的第一負(fù)輸出端連接所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極，所述控制器的第二正輸出端連接所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的門極，所述控制器的第二負(fù)輸出端連接所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極，所述控制器根據(jù)第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器上的電壓分別給第一半導(dǎo)體開關(guān)的門極、第二半導(dǎo)體開關(guān)的門極輸送不同占空比的PWM信號(hào)，控制第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)的通斷時(shí)間，進(jìn)而控制第一直流側(cè)電容器、第二直流側(cè)電容器的放電時(shí)間。
【文檔編號(hào)】H02M7/00GK204013181SQ201320660343
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】劉文華, 宋強(qiáng), 陳遠(yuǎn)華, 李建國, 劉文輝 申請人:張家港智電西威變流技術(shù)有限公司, 劉思穎