專利名稱：中壓變頻器輔助電源電路及中壓變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變頻器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種中壓變頻器輔助電源電路及采用該輔助電源電路的中壓變頻器。
背景技術(shù)：
一般情況下，通用變頻器上都會單獨(dú)設(shè)計(jì)輔助電源給各單板(如控制板、驅(qū)動板、檢測板、PG卡等)供電。對于220V或380V通用變頻器，輔助電源一般采用單端單管反激電路或雙管反激電路；對于660V或690V通用變頻器，輔助電源一般會采用單端雙管反激電路或雙管正激電路。并且，上述輔助電源都是直接從通用變頻器正負(fù)母線取電，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是在變頻器輸入掉電時，輔助電源還可以利用母線電容的剩余能量，繼續(xù)給變頻器中的重要的單板(如控制板、驅(qū)動板)供電一段時間，這樣控制板可封鎖PWM信號，并記錄故障信息，極大的提高了變頻器的可靠性。但對于1140V中壓變頻器，輔助電源設(shè)計(jì)比較困難。因?yàn)槿绻捎秒p管反激或雙管正激電路，開關(guān)管如MOS管承受著很高的Vds電壓，高耐壓的MOS管較少。請參閱圖1，為現(xiàn)有1140V中壓變頻器輔助電源電路的原理框圖。如圖I所示，該現(xiàn)有1140V中壓變頻器10的基本原理如下首先，三相1140V交流輸入端連接防雷和濾波單元11，其輸出端通過整流單元12給串聯(lián)的母線電容C91和C92。且該中壓變頻器的正負(fù)母線之間串聯(lián)均壓電阻R91和R92。該中壓變頻器的正負(fù)母線再通過逆變器13將正負(fù)母線的直流信號轉(zhuǎn)換為3相交流輸出。如圖I所示，在很多1140V中壓變頻器中，輔助電源設(shè)計(jì)方案都是先采用一個單相工頻降壓變壓器T91，高壓側(cè)接中壓變頻器三相1140V交流輸入端的任意兩相，低壓側(cè)接通過輔助電源單元14輸出給各個功能單板，把高壓側(cè)的1140V交流50Hz電壓變?yōu)?20V交流50Hz電壓，供給輔助電源單元14，此時輔助電源單元14可采用額定輸入電壓為交流220V的單端反激電路，例如先通過二極管D91-94構(gòu)成的整流橋，再通過電容C93、開關(guān)管S91和變壓器T92構(gòu)成的電路，由變壓器T92的副邊側(cè)各個線圈輸出給各個功能性的單板供電。然而，這種輔助電源供電方式，在中壓變頻器正常工作時，如果出現(xiàn)輸入缺相或輸入電源掉電故障，并且缺相的正好是給單相工頻降壓變壓器T91供電的一相或兩相，此時輔助電源將立刻掉電，造成各個功能單板如控制板、驅(qū)動板掉電，給正在工作的中壓變頻器帶來炸機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有中壓變頻器輔助電源電路的上述存在掉電故障的缺陷，提供一種中壓變頻器輔助電源電路及中壓變頻器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種中壓變頻器輔助電源電路，其輸入端與中壓變頻器的正負(fù)母線連接，輸出端與所述中壓變頻器中的功能單板連接；所述中壓變頻器輔助電源電路包括第一變壓器Tl和第二變壓器T2，分別位于所述第一變壓器Tl和第二變壓器T2的原邊側(cè)的第一雙管反激電路和第二雙管反激電路，以及位于所述第一變壓器Tl和第二變壓器T2的副邊側(cè)的直流輸出電路；所述第一雙管反激電路和第二雙管反激電路串聯(lián)在所述中壓變頻器的正負(fù)母線之間，所述直流輸出電路連接至所述中壓變頻器中的功能單板。在根據(jù)本實(shí)用新型所述的中壓變頻器輔助電源電路中所述第一雙管反激電路，包括依次串聯(lián)在中壓變頻器的正母線和中間節(jié)點(diǎn)之間的開關(guān)管SI、所述第一變壓器Tl的原邊側(cè)和開關(guān)管S2，以及并聯(lián)在所述中壓變頻器的正母線和中間節(jié)點(diǎn)之間的均壓電阻Rl和電容Cl ；所述第二雙管反激電路，包括依次串聯(lián)在所述中間節(jié)點(diǎn)和中壓變頻器的負(fù)母線之間的開關(guān)管S3、所述第二變壓器T2的原邊側(cè)和開關(guān)管S4，以及并聯(lián)在所述中間節(jié)點(diǎn)和所述中壓變頻器的負(fù)母線之間的均壓電阻R2和電容C2。 在根據(jù)本實(shí)用新型所述的中壓變頻器輔助電源電路中，所述中壓變頻器輔助電源電路還包括用于發(fā)送同步驅(qū)動信號控制開關(guān)管S1-S4開通和關(guān)斷的控制單元。在根據(jù)本實(shí)用新型所述的中壓變頻器輔助電源電路中，所述直流輸出電路包括連接至中壓變頻器中各個功能單板的電源輸入端的多個直流輸出單元。在根據(jù)本實(shí)用新型所述的中壓變頻器輔助電源電路中，所述直流輸出電路包括第一直流輸出單元和第二直流輸出單元。在根據(jù)本實(shí)用新型所述的中壓變頻器輔助電源電路中，所述第一直流輸出單元包括二極管Dl和電容C3，該二極管Dl的陽極連接至第一變壓器Tl的副邊側(cè)輸入端，該二極管Dl的陰極與電容C3的第一端連接，且該電容C3的第二端連接至該第一變壓器Tl的副邊側(cè)的輸出端；且該電容C3的兩端輸出直流至功能單板的電源輸入端。在根據(jù)本實(shí)用新型所述的中壓變頻器輔助電源電路中，所述第二直流輸出單元包括二極管D2和電容C4，該二極管D2的陽極連接至第二變壓器T2的副邊側(cè)輸入端，該二極管D2的陰極與電容C4的第一端連接，且該電容C4的第二端連接至該第二變壓器T2的副邊側(cè)的輸出端；且該電容C4的兩端輸出直流至功能單板的電源輸入端。本實(shí)用新型還提供了一種中壓變頻器，包括如上所述的中壓變頻器輔助電源電路。實(shí)施本實(shí)用新型的中壓變頻器輔助電源電路及中壓變頻器，具有以下有益效果本實(shí)用新型的中壓變頻器輔助電源電路直接從中壓變頻器的正負(fù)母線取電，解決了三相輸入電壓缺相或掉電可能引起的炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)；并采用串聯(lián)的兩個雙管反激電路分壓，使得開關(guān)管的承受的電壓降低；此外，本方案省去了現(xiàn)有技術(shù)中必須的單相工頻降壓變壓器，減小產(chǎn)品體積，便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中圖I為現(xiàn)有1140V中壓變頻器輔助電源電路的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的1140V中壓變頻器輔助電源電路的原理框圖。
具體實(shí)施方式
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型構(gòu)思了一種中壓變頻器輔助電源電路，其輸入端與中壓變頻器的正負(fù)母線連接，輸出端與中壓變頻器中的功能單板連接。該中壓變頻器輔助電源電路包括第一變壓器和第二變壓器，分別位于第一變壓器和第二變壓器的原邊側(cè)的第一雙管反激電路和第二雙管反激電路，以及位于第一變壓器和第二變壓器的副邊側(cè)的直流輸出電路。第一雙管反激電路和第二雙管反激電路串聯(lián)在中壓變頻器的正負(fù)母線之間，直流輸出電路連接至中壓變頻器中的功能單板。本實(shí)用新型所指的中壓變頻器通常指輸入三相電壓為交流1140V的中壓變頻器。請參閱圖2，為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的1140V中壓變頻器輔助電源電路的原理框圖。如圖2所示，本實(shí)施例提供的1140V中壓變頻器10的基本原理如下首先，三
相1140V交流輸入端連接防雷和濾波單元11，其輸出端通過整流單元12給串聯(lián)的母線電容C91和C92。且該中壓變頻器的正負(fù)母線之間串聯(lián)均壓電阻R91和R92。該中壓變頻器的正負(fù)母線再通過逆變器13將正負(fù)母線的直流信號轉(zhuǎn)換為3相交流輸出。如圖2所示，該中壓變頻器10還包括中壓變頻器輔助電源電路14，其輸入端與中壓變頻器10的正負(fù)母線連接，即接入電容C91和C92的兩端，中壓變頻器輔助電源電路14的輸出端與中壓變頻器10中的功能單板連接為各個功能單板提供低壓直流，例如給控制板、驅(qū)動板等。該中壓變頻器輔助電源電路14包括第一變壓器Tl、第二變壓器T2，以及分別位于第一變壓器Tl和第二變壓器T2的原邊側(cè)的兩個雙管反激電路，以及位于第一變壓器Tl和第二變壓器T2的副邊側(cè)的直流輸出電路。第一雙管反激電路和第二雙管反激電路串聯(lián)在中壓變頻器10的正負(fù)母線之間，直流輸出電路連接至中壓變頻器10中的功能單板。由于該中壓變頻器輔助電源電路14的輸入端直接接1140V中壓變頻器的正負(fù)母線，由母線電壓供電，這樣即便是三相輸入缺相或掉電，中壓變頻器輔助電源電路14也可以利用母線電容如電容C91和C92中剩余的能量繼續(xù)工作一段時間，來給控制板和驅(qū)動板供電，可以解決現(xiàn)有的方案中出現(xiàn)的掉電的問題，提高了系統(tǒng)可靠性。此外，兩個雙管反激電路串聯(lián)，每個雙管反激電路輸入端采用均壓電阻均壓，正常工作時，每個雙管反激電路中的開關(guān)管如MOS管承受的Vds比660V或690V變頻器系統(tǒng)中的雙管反激電路中的MOS管還低，這是因?yàn)?140V變頻器的額定母線電壓為1611V DC，而660V通用變頻器的額定母線電壓為1000VDC。因此，本實(shí)用新型的電路在防止掉電的同時也保障了電路器件的性能，提高了電路的安全性。并且，相對于采用更多數(shù)量的雙管反激電路而言，采用兩個雙管反激電路所使用的電路器件數(shù)量及電路的復(fù)雜度更加優(yōu)化，不會給整個電路的安全性帶來影響。此外，本實(shí)用新型的方案可以省去單相工頻降壓變壓器，減小占用體積，便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。下面以兩個雙管反激電路，即第一雙管反激電路和第二雙管反激電路為例對本實(shí)用新型的具體電路進(jìn)行說明。如圖2所示，該第一雙管反激電路包括開關(guān)管SI、開關(guān)管S2、均壓電阻Rl和電容Cl，其中開關(guān)管SI、第一變壓器Tl的原邊側(cè)和開關(guān)管S2串聯(lián)在中壓變頻器10的正母線和中間節(jié)點(diǎn)之間。均壓電阻Rl和電容Cl也并聯(lián)后連接在中壓變頻器10的正母線和中間節(jié)點(diǎn)之間。第二雙管反激電路包括開關(guān)管S3、開關(guān)管S4、均壓電阻R2和電容C2，其中開關(guān)管S3、第二變壓器T2的原邊側(cè)和開關(guān)管S4串聯(lián)在上述中間節(jié)點(diǎn)和中壓變頻器10的負(fù)母線之間。均壓電阻R2和電容C2也在并聯(lián)后連接在上述中間節(jié)點(diǎn)和中壓變頻器10的負(fù)母線之間。應(yīng)該理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要在上述基礎(chǔ)上增加雙管反激電路的數(shù)量，增加的雙管反激電路可以與上述雙管反激電路的結(jié)構(gòu)相同。該開關(guān)管S1-S4可以選用MOS管實(shí)現(xiàn)。第一變壓器Tl和第 二變壓器T2的副邊側(cè)為直流輸出電路，其可以進(jìn)一步包括對應(yīng)連接至中壓變頻器10中各個功能單板的電源輸入端的多個直流輸出單元。圖2中示出了 2個直流輸出單元。第一直流輸出單元包括二極管Dl和電容C3，該二極管Dl的陽極連接至第一變壓器Tl的副邊側(cè)的輸入端，該二極管Dl的陰極與電容C3的第一端連接，且該電容C3的第二端連接至該第一變壓器Tl的副邊側(cè)的輸出端；且該電容C3的兩端輸出直流至功能單板的電源輸入端。第二直流輸出單元包括二極管D2和電容C4，該二極管D2的陽極連接至第二變壓器T2的副邊側(cè)的輸入端，該二極管D2的陰極與電容C4的第一端連接，且該電容C4的第二端連接至該第二變壓器T2的副邊側(cè)的輸出端；且該電容C4的兩端輸出直流至功能單板的電源輸入端?？梢岳斫獾氖?，該中壓變頻器輔助電源電路14還包括控制單元，用于發(fā)送同步驅(qū)動信號控制開關(guān)管S1-S4開通和關(guān)斷。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知如何通過發(fā)送驅(qū)動信號控制雙管反激電路的開關(guān)管工作。而本實(shí)用新型中的控制單元所發(fā)送給開關(guān)管S1-S4的驅(qū)動信號需要保持一致性和同步性。當(dāng)開關(guān)管S1-S4導(dǎo)通時，輸入直流電壓作用于第一變壓器Tl和第二變壓器T2的原邊側(cè)，第一變壓器Tl和第二變壓器T2的原邊側(cè)電流逐漸上升。第一變壓器Tl和第二變壓器T2的副邊側(cè)的電流為0，二極管Dl和二極管D2截止，由電容C3和電容C4向負(fù)載供電。隨后，關(guān)斷開關(guān)管S1-S4后，儲存在第一變壓器Tl和第二變壓器T2的原邊繞組的能量向副邊側(cè)傳遞，原邊側(cè)電流逐漸下降。同時，二極管Dl和二極管D2導(dǎo)通，第一變壓器Tl和第二變壓器T2的副邊側(cè)的電流逐漸上升，向電容C3和電容C4充電，并給負(fù)載供電。通過上述周期控制，可以將低壓直流信號輸出給各個功能單板。此外，由于該中壓變頻器輔助電源電路的輸入電壓高，輸入電壓范圍寬，該電路中還需要具備短路保護(hù)電路，以確保短路時的電路安全性。本實(shí)用新型還相應(yīng)提供了采用上述中壓變頻器輔助電源電路的中壓變頻器，其可以采用中壓變頻器的通用配置，只需要采用上述輔助電源電路即可。例如上述圖2所示的中壓變頻器。本實(shí)用新型是根據(jù)特定實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本實(shí)用新型范圍時，可進(jìn)行各種變化和等同替換。此外，為適應(yīng)本實(shí)用新型技術(shù)的特定場合或材料，可對本實(shí)用新型進(jìn)行諸多修改而不脫離其保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型并不限于在此公開的特定實(shí)施例，而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種中壓變頻器輔助電源電路，其特征在于，其輸入端與中壓變頻器的正負(fù)母線連接，輸出端與所述中壓變頻器中的功能單板連接； 所述中壓變頻器輔助電源電路包括第一變壓器Tl和第二變壓器T2，分別位于所述第一變壓器Tl和第二變壓器T2的原邊側(cè)的第一雙管反激電路和第二雙管反激電路，以及位于所述第一變壓器Tl和第二變壓器T2的副邊側(cè)的直流輸出電路；所述第一雙管反激電路和第二雙管反激電路串聯(lián)在所述中壓變頻器的正負(fù)母線之間，所述直流輸出電路連接至所述中壓變頻器中的功能單板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中壓變頻器輔助電源電路，其特征在于 所述第一雙管反激電路包括依次串聯(lián)在中壓變頻器的正母線和中間節(jié)點(diǎn)之間的開關(guān)管SI、所述第一變壓器Tl的原邊側(cè)和開關(guān)管S2，以及并聯(lián)在所述中壓變頻器的正母線和中間節(jié)點(diǎn)之間的均壓電阻Rl和電容Cl ； 所述第二雙管反激電路包括依次串聯(lián)在所述中間節(jié)點(diǎn)和中壓變頻器的負(fù)母線之間的開關(guān)管S3、所述第二變壓器T2的原邊側(cè)和開關(guān)管S4，以及并聯(lián)在所述中間節(jié)點(diǎn)和中壓變頻器的負(fù)母線之間的均壓電阻R2和電容C2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中壓變頻器輔助電源電路，其特征在于，所述中壓變頻器輔助電源電路還包括用于發(fā)送同步驅(qū)動信號控制開關(guān)管S1-S4開通和關(guān)斷的控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中壓變頻器輔助電源電路，其特征在于，所述直流輸出電路包括連接至中壓變頻器中各個功能單板的電源輸入端的多個直流輸出單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中壓變頻器輔助電源電路，其特征在于，所述直流輸出電路包括第一直流輸出單元和第二直流輸出單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中壓變頻器輔助電源電路，其特征在于，所述第一直流輸出單元包括二極管Dl和電容C3，該二極管Dl的陽極連接至第一變壓器Tl的副邊側(cè)輸入端，該二極管Dl的陰極與電容C3的第一端連接，且該電容C3的第二端連接至該第一變壓器Tl的副邊側(cè)的輸出端；且該電容C3的兩端輸出直流至功能單板的電源輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中壓變頻器輔助電源電路，其特征在于，所述第二直流輸出單元包括二極管D2和電容C4，該二極管D2的陽極連接至第二變壓器T2的副邊側(cè)輸入端，該二極管D2的陰極與電容C4的第一端連接，且該電容C4的第二端連接至該第二變壓器T2的副邊側(cè)的輸出端；且該電容C4的兩端輸出直流至功能單板的電源輸入端。
8.一種中壓變頻器，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的中壓變頻器輔助電源電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種中壓變頻器輔助電源電路，包括第一變壓器和第二變壓器，分別位于第一變壓器和第二變壓器的原邊側(cè)的兩個雙管反激電路，以及位于所述第一變壓器和第二變壓器的副邊側(cè)的直流輸出電路；所述兩個雙管反激電路串聯(lián)在中壓變頻器的正負(fù)母線之間，所述直流輸出電路連接至中壓變頻器中的功能單板。本實(shí)用新型還提供了采用該輔助電源電路的中壓變頻器。本實(shí)用新型的中壓變頻器輔助電源電路直接從中壓變頻器的正負(fù)母線取電，解決了三相輸入電壓缺相或掉電可能引起的炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)；并采用串聯(lián)的兩個雙管反激電路分壓，使得開關(guān)管承受的電壓降低；此外省去了單相工頻降壓變壓器，減小了產(chǎn)品體積，便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
文檔編號H02M5/44GK202435269SQ201120532478
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者付德光, 張孝禮 申請人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司, 蘇州匯川技術(shù)有限公司