本實(shí)用新型涉及一種均壓控制電路，尤其涉及一種適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路。

背景技術(shù)：

電力電子技術(shù)的發(fā)展使得基于大功率可關(guān)斷器件IGBT應(yīng)用的有源動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVG)得到廣泛應(yīng)用，SVG主要通過快速補(bǔ)償無(wú)功、調(diào)節(jié)功率因數(shù)、控制電網(wǎng)電壓及補(bǔ)償諧波等提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量。目前市場(chǎng)上以鏈?zhǔn)絊VG為主。如圖1所示，所謂鏈?zhǔn)絊VG，即每一相有多個(gè)結(jié)構(gòu)完全一致的功率單元串聯(lián)組成，每相的多個(gè)功率單元通過PWM控制實(shí)現(xiàn)電壓疊加。功率單元一般主要由驅(qū)動(dòng)板、IGBT組成的H橋、直流支撐電容和均壓電阻組成，當(dāng)接通高壓電后串聯(lián)的功率單元驅(qū)動(dòng)板功耗、直流支撐電容漏電流等功耗不一致，功耗小的功率單元直流側(cè)電壓將升高，功耗大的功率單元直流側(cè)電壓將下降，即出現(xiàn)直壓不均現(xiàn)象，如不采取有效的均壓措施，會(huì)影響SVG正常輸出甚至造成功率單元直壓過壓擊穿IGBT。

目前的均壓控制電路和方法主要有：通過附加的外部電路使功率單元間進(jìn)行能量交換以實(shí)現(xiàn)電壓均衡控制，但附加電路復(fù)雜，對(duì)電氣隔離要求高；并網(wǎng)狀態(tài)下通過軟件算法控制加入直流控制分量實(shí)現(xiàn)直壓均衡控制，此方法在輸出小電流時(shí)控制效果不理想，在非并網(wǎng)狀態(tài)無(wú)法達(dá)到控制直壓目的；采集所有單元直壓，通過控制三極管開關(guān)占空比控制單元均壓電阻功耗達(dá)到均衡直壓目的，此種方法電路相對(duì)簡(jiǎn)單，但無(wú)法應(yīng)對(duì)通信故障，不能實(shí)現(xiàn)功率單元獨(dú)立均壓控制。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，包括功率單元，還包括均壓控制電路，所述均壓控制電路與功率單元相并接，所述均壓控制電路由第一電阻、第二電阻、第三電阻和光電隔離器構(gòu)成，其中，所述第一電阻、第二電阻和第三電阻相并聯(lián)，且還并聯(lián)在功率單元上，所述光電隔離器設(shè)有2個(gè)，其中，一光電隔離器的輸出端與第一電阻相連，另一光電隔離器的輸出端與第二電阻相連，同時(shí)還與第三電阻相連，且兩個(gè)光電隔離器之間相互配合布置。

進(jìn)一步的，所述的適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，其中，所述第一電阻由電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14及電阻R15構(gòu)成，所述電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14和電阻R15相串聯(lián)布置。

再進(jìn)一步的，所述的適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，其中，所述第二電阻由電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24及電阻R25構(gòu)成，所述電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24及電阻R25相串聯(lián)布置。

更進(jìn)一步的，所述的適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，其中，所述第三電阻由電阻R31、電阻R32、電阻R33、電阻R34及電阻R35構(gòu)成，所述電阻R31、電阻R32、電阻R33、電阻R34及電阻R35相串聯(lián)布置。

再更進(jìn)一步的，所述的適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，其中，所述光電隔離器的輸出端連接至電阻R14和電阻R15之間，另一光電隔離器的輸出端連接至電阻R24和R25之間，還連接至電阻R34和電阻R35之間。

再更進(jìn)一步的，所述的適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，其中，所述第一電阻、第二電阻、第三電阻中的各個(gè)阻值均相等。

再更進(jìn)一步的，所述的適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，其中，所述光電隔離器和另一光電隔離器的輸入端分別設(shè)有控制信號(hào)K1和控制信號(hào)K2，且光電隔離器兩者相互獨(dú)立布置。

借由上述方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型可以使鏈?zhǔn)絊VG在功率單元充電狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)獨(dú)立均壓控制，不需要另外的集中控制系統(tǒng)，有效解決了通信故障情況下各個(gè)功率單元直壓均壓?jiǎn)栴}；同時(shí)，可以在SVG并網(wǎng)狀態(tài)輸出小電流時(shí)作為軟件控制PWM均壓的補(bǔ)充，增強(qiáng)均壓控制效果，達(dá)到直流均壓目的。

上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實(shí)用新型的星型結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D；

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實(shí)施例一中控制信號(hào)K1、K2獲取的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例

如圖2所示，一種適用于鏈?zhǔn)絊VG功率單元的均壓控制電路，包括功率單元1，還包括均壓控制電路2，所述均壓控制電路2與功率單元1相并接，所述均壓控制電路2由第一電阻、第二電阻、第三電阻和光電隔離器構(gòu)成，其中，所述第一電阻、第二電阻和第三電阻相并聯(lián)，且還并聯(lián)在功率單元上，所述光電隔離器設(shè)有2個(gè)，其中，一光電隔離器的輸出端與第一電阻相連，另一光電隔離器的輸出端與第二電阻相連，同時(shí)還與第三電阻相連，且兩個(gè)光電隔離器之間相互配合布置。可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立均壓控制，有效解決了通信故障情況下各個(gè)功率單元直壓均壓?jiǎn)栴}；同時(shí)，可以在SVG并網(wǎng)狀態(tài)輸出小電流時(shí)作為軟件控制PWM均壓的補(bǔ)充，增強(qiáng)均壓控制效果，達(dá)到直流均壓目的。

依據(jù)上述實(shí)施例中鏈?zhǔn)絊VG中每相由n個(gè)功率單元1串聯(lián)組成，每相串聯(lián)的單元數(shù)量與電壓等級(jí)成比例，每個(gè)功率單元即是一個(gè)IGBT及二極管組成的H橋電路。其中，功率單元1為現(xiàn)有技術(shù)，且在背景技術(shù)中也有涉及，在這不再做過多的描述。

實(shí)施例一

針對(duì)圖1的星型結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D，主控制器對(duì)驅(qū)動(dòng)板預(yù)設(shè)完成均壓控制預(yù)設(shè)值后，在鏈?zhǔn)絊VG充電狀態(tài)下，系統(tǒng)電壓分配于功率單元交流上，通過二極管整流在直流支撐電容端形成直流電壓，直壓均值設(shè)為Uset1；在鏈?zhǔn)絊VG并網(wǎng)狀態(tài)下，如圖1所示，主控制器(為現(xiàn)有技術(shù)，在這不在做任何描述)通過PWM控制IGBT開關(guān)狀態(tài)，功率單元直流上電壓升高，直壓均值設(shè)為Uset2；參考充電狀態(tài)直壓均值Uset1，在功率單元1的驅(qū)動(dòng)板中預(yù)設(shè)Uset11、Uset12、Uset13。參考并網(wǎng)狀態(tài)下直壓均值Uset2，利用主控制器通過光纖下發(fā)預(yù)設(shè)值Uset21、Uset22、Uset23保存于功率單元1的驅(qū)動(dòng)板中。

針對(duì)星型結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D其中一個(gè)功率單元1進(jìn)行操作，如圖2所示，功率單元1上并接均壓控制電路2，其中，所述第一電阻由電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14及電阻R15構(gòu)成，所述電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14和電阻R15相串聯(lián)，所述第二電阻由電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24及電阻R25構(gòu)成，所述電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24及電阻R25相串聯(lián)，所述第三電阻由電阻R31、電阻R32、電阻R33、電阻R34及電阻R35構(gòu)成，所述電阻R31、電阻R32、電阻R33、電阻R34及電阻R35相串聯(lián)，且所述光電隔離器的輸出端連接至電阻R14和電阻R15之間，另一光電隔離器的輸出端連接至電阻R24和R25之間，還連接至電阻R34和電阻R35之間，所述光電隔離器和另一光電隔離器的輸入端分別設(shè)有控制信號(hào)K1和控制信號(hào)K2，且光電隔離器兩者相互獨(dú)立布置。其中，控制信號(hào)K1、K2通過光電隔離后作用于均壓電阻R15、R25、R35上。當(dāng)控制信號(hào)K1、K2均為低電平時(shí)，功率單元的功耗設(shè)為P；控制信號(hào)K1為高電平，控制信號(hào)K2為低電平時(shí)，電阻R15被短接，功率單元的損耗設(shè)為P1，從而得到P1>P；當(dāng)控制信號(hào)K1為低電平，控制信號(hào)K2為高電平時(shí)，電阻R25、R35被短接，功率單元的損耗設(shè)為P2，P2>P1>P；控制信號(hào)K1、K2均為高電平時(shí)，單元功耗設(shè)為P3，P3>P2>P1>P。

當(dāng)功率單元的功耗減小時(shí)單元直壓升高，反之，當(dāng)功率單元的功耗增大時(shí)單元直壓降低，即合理控制控制信號(hào)K1、K2可以控制功率單元直壓升高或降低的目的。

如圖3所示，為控制信號(hào)K1、K2取得方式，Udc為功率單元的實(shí)時(shí)電壓值，由驅(qū)動(dòng)板(功率單元上的實(shí)時(shí)電壓值)上的采樣電路取得，依據(jù)驅(qū)動(dòng)板判斷功率單元工作狀態(tài)：充電狀態(tài)下，比較Udc和預(yù)設(shè)值Uset11、Uset12、Uset13，進(jìn)行控制信號(hào)K1、K2的輸出控制，從而使在充電狀態(tài)下功率單元的功耗達(dá)到均衡直壓目的；并網(wǎng)狀態(tài)下，比較Udc和預(yù)設(shè)值Uset21、Uset22、Uset23，進(jìn)行控制信號(hào)K1、K2的輸出控制，從而使在并網(wǎng)狀態(tài)下功率單元的功耗達(dá)到均衡直壓目的。

其中，主控制器對(duì)驅(qū)動(dòng)板下設(shè)完成均壓控制預(yù)設(shè)值后，各個(gè)功率單元的驅(qū)動(dòng)板可以根據(jù)存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)值自行計(jì)算輸出控制信號(hào)K1、K2信號(hào)，從而可以自行完成獨(dú)立調(diào)整單元直壓值的目的，方便快捷。

本實(shí)用新型可以使鏈?zhǔn)絊VG在功率單元充電狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)獨(dú)立均壓控制，不需要另外的集中控制系統(tǒng)，有效應(yīng)對(duì)了通信故障情況下各個(gè)功率單元直壓均壓?jiǎn)栴}；同時(shí)，可以在SVG并網(wǎng)狀態(tài)輸出小電流時(shí)作為軟件控制PWM均壓的補(bǔ)充，增強(qiáng)均壓控制效果，達(dá)到直流均壓目的。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。