一種用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備，包括兩路交錯(cuò)并聯(lián)的BoostDC/DC變換器、單片機(jī)控制電路和輸出二極管，單片機(jī)控制電路的輸出端與兩路交錯(cuò)并聯(lián)的BoostDC/DC變換器相連，兩路交錯(cuò)并聯(lián)的BoostDC/DC變換器的輸出端連接輸出二極管。本實(shí)用新型可用于中高壓變頻器，兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅可降低功率管的電流應(yīng)力，有利于電路選擇小電流、高性能的功率管（功率管的選型更廣泛），還能減小輸出總電流的紋波，延長(zhǎng)輸出電容的壽命，還提高了變換器的功率等級(jí)。
【專利說明】一種用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的變頻器控制系統(tǒng)，具體涉及一種抗晃電的中高壓電壓暫降保護(hù)設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的變頻器控制系統(tǒng)面臨的最大問題就是抗晃電能力差，主要表現(xiàn)在以下方面:1)控制電路抗晃電能力差，當(dāng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)晃電時(shí)，控制電路失電，變頻器就停止工作。2)變頻器本身抗晃電能力差，當(dāng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)交流電壓瞬間跌落時(shí)，變頻器會(huì)欠壓保護(hù)，從而導(dǎo)致變頻器拖動(dòng)的電機(jī)停止工作；當(dāng)電壓恢復(fù)時(shí)，變頻器會(huì)重新啟動(dòng)。這是變頻器本身的固有特性，基本上變頻器都存在這種問題。
[0003]目前市場(chǎng)上的變頻器抗晃電保護(hù)設(shè)備均只能用于保護(hù)低壓變頻器，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中已有越來越多的中高壓變頻器在工作，針對(duì)目前已有的電壓暫降保護(hù)設(shè)備無法保護(hù)中高壓變頻器免受晃電的影響，因此一種用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備的開發(fā)很有必要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備，該保護(hù)設(shè)備能夠解決中高壓變頻器抗晃電能力差的問題。
[0005]實(shí)用新型內(nèi)容:為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備，包括兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器、單片機(jī)控制電路和輸出二極管，所述單片機(jī)控制電路的輸出端與所述兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器相連，所述兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器的輸出端連接所述輸出二極管。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選，還包括RS-485通訊接口和人機(jī)交互界面；所述人機(jī)交互界面通過RS-485接口與所述單片機(jī)控制電路相連。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選，所述單片機(jī)控制電路采用單片機(jī)PIC16F72。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選，所述兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器的功率管均選用英飛凌IGBT模塊。
[0010]有益效果:相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的中高壓電壓暫降保護(hù)設(shè)備通過兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器來實(shí)現(xiàn)升壓，可用于中高壓變頻器，兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅可降低功率管的電流應(yīng)力，有利于電路選擇小電流、高性能的功率管(功率管的選型更廣泛)，同時(shí)還減小了輸出總電流的紋波，延長(zhǎng)輸出電容的壽命，還提高了變換器的功率等級(jí)；其次，本實(shí)用新型采用數(shù)字控制技術(shù)，能夠在直流供電模式下工作，輸出穩(wěn)定的中高壓直流電，為中高壓變頻器提供穩(wěn)定的工作電壓，確保系統(tǒng)工作的安全平穩(wěn)；本實(shí)用新型中高壓電壓暫降保護(hù)設(shè)備能夠有效保證變頻器正常、穩(wěn)定工作，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型保護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型保護(hù)設(shè)備的工作示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型中兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器的電路圖；
[0014]圖4為單片機(jī)控制電路的主控流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備，包括兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器、單片機(jī)控制電路和輸出二極管，單片機(jī)控制電路的輸出端與兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器相連，兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器的輸出端連接輸出二極管，本實(shí)用新型還包括RS-485通訊接口和人機(jī)交互界面，人機(jī)交互界面通過RS-485接口與單片機(jī)控制電路相連；其中，單片機(jī)控制電路采用單片機(jī)PIC16F72，兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器的功率管均選用英飛凌IGBT模塊。本實(shí)用新型還可通過人機(jī)交互界面和RS-485通訊接口對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制。
[0017]如圖2所示，本實(shí)用新型中高壓電壓暫降保護(hù)設(shè)備(HVSP)采用直流電源(蓄電池組)供電，蓄電池組作為HVSP模塊中兩路交錯(cuò)并聯(lián)Boost變換器的輸入能量來源，HVSP輸入電壓的大小由串聯(lián)的電池?cái)?shù)量決定，通過兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器對(duì)電池組電壓進(jìn)行升壓，兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器通過輸出二極管與變頻器的直流母線端相連。
[0018]如圖3所示，兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器采用單片機(jī)控制電路作為控制器，兩功率管Ql，Q2的導(dǎo)通占空比相等，Q2滯后Ql 二分之一個(gè)開關(guān)周期導(dǎo)通，與單個(gè)BoostDC/DC相比，交錯(cuò)并聯(lián)的Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可降低功率管的電流應(yīng)力，有利于電路選擇小電流、高性能的功率管，還可提高變換器的功率等級(jí)，減小輸出總電流的紋波；其中，Uin為輸入電壓，U。為輸出電壓，第一路Boost DC/DC電路由L1、Cl、C2、QU Dl構(gòu)成，LI為電感，C1、C2為電容，功率管Ql選用IGBT模塊，二極管Dl選用快恢復(fù)二極管；與第一路Boost DC/DC電路交錯(cuò)并聯(lián)的第二路Boost DC/DC電路由L2、C3、C4、Q2、D2構(gòu)成，L2為電感，C3、C4為電容，功率管Q2選用IGBT模塊，二極管D2選用快恢復(fù)二極管。
[0019]由圖4可知，在直流電源供電模式下，通常要求直流電源的輸入電壓要低于BoostDC/DC變換器的輸出電壓，通過單片機(jī)控制電路來采樣輸入電壓信號(hào)，然后單片機(jī)通過程序運(yùn)算給出交錯(cuò)并聯(lián)Boost變換器功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，交錯(cuò)并聯(lián)的Boost變換器開始工作(其中兩功率管Ql，Q2的導(dǎo)通占空比相等，Q2滯后Ql 二分之一個(gè)開關(guān)周期導(dǎo)通)，實(shí)現(xiàn)升壓作用，其輸出為穩(wěn)定的中高壓直流電。當(dāng)變頻器的交流輸入電壓正常時(shí)，變頻器母線電壓大于HVSP的輸出電壓，輸出二極管反向截止，HVSP處于待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)交流電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時(shí)，變頻器的直流母線電壓就會(huì)下降，此時(shí)輸出二極管正向?qū)?，因此交錯(cuò)并聯(lián)的Boost變換器輸出的中高壓直流電就會(huì)送到變頻器的直流母線端，為其提供電壓支撐，保證了變頻器不會(huì)因交流電壓的下降而停機(jī)，HVSP模塊起到了對(duì)變頻器的電壓支撐作用；同時(shí)利用電流傳感器來檢測(cè)輸出電流，通過單片機(jī)控制電路來采集電流并送到單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行處理，HVSP設(shè)備檢測(cè)到有輸出電流，單片機(jī)開始支撐計(jì)時(shí)；當(dāng)交流電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后，輸出二極管反向截止，輸出電流為零，單片機(jī)停止計(jì)時(shí)，HVSP自動(dòng)退出支撐，為下次出現(xiàn)電網(wǎng)晃電或停電做好準(zhǔn)備。
[0020]本實(shí)用新型的中高壓電壓暫降保護(hù)設(shè)備在交流電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時(shí)，能自動(dòng)投入工作，在電網(wǎng)恢復(fù)正常后，能自動(dòng)退出支撐，再次由交流電網(wǎng)為變頻器供電。另外，在所需負(fù)載功率較小時(shí)，可以由單個(gè)保護(hù)設(shè)備獨(dú)立工作；當(dāng)所需負(fù)載功率較大時(shí)，可以采用多個(gè)保護(hù)設(shè)備并聯(lián)工作，此時(shí)多個(gè)保護(hù)設(shè)備并聯(lián)后的輸出端連接變頻器的直流母線端，且不會(huì)出現(xiàn)環(huán)流。
[0021]上述實(shí)施方式為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備，其特征在于:包括兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器、單片機(jī)控制電路和輸出二極管，所述單片機(jī)控制電路的輸出端與所述兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器相連，所述兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器的輸出端連接所述輸出二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備，其特征在于:還包括RS-485通訊接口和人機(jī)交互界面；所述人機(jī)交互界面通過RS-485接口與所述單片機(jī)控制電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備，其特征在于:所述單片機(jī)控制電路采用單片機(jī)PIC16F72。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于中高壓直流負(fù)載的電壓暫降保護(hù)設(shè)備，其特征在于:所述兩路交錯(cuò)并聯(lián)的Boost DC/DC變換器的功率管均選用英飛凌IGBT模塊。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK203984236SQ201420276631
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】陳文波 申請(qǐng)人:南京國(guó)臣信息自動(dòng)化技術(shù)有限公司