一種直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于過(guò)壓保護(hù)電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]電力有源濾波器(APF)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，之所以稱(chēng)為有源，顧名思義該裝置需要提供電源，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)(傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功。
[0003]電力有源濾波器的原理:通過(guò)外部互感器采集電流信號(hào)送至控制電路的諧波分離模塊，該模塊將基波成分分離，將諧波成分送至調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)模塊。該模塊會(huì)將采集到的系統(tǒng)諧波成分和電力有源濾波器本身已發(fā)出的補(bǔ)償電流比較，然后通過(guò)PWM信號(hào)發(fā)送給內(nèi)部IGBT,控制逆變器產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達(dá)到濾波的目的。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]但是，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)根據(jù)電力有源濾波器的工作原理，不管是高壓還是低壓的，其內(nèi)部都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)電壓很高的直流電壓(低壓電力有源濾波器的直流電壓約為800V，高壓電力有源濾波器的功率單元直流電壓約為1000V，)，而這些直流電壓的穩(wěn)定度是影響補(bǔ)償效果的一個(gè)重要因素。因此，需要準(zhǔn)確控制這些直流電壓的穩(wěn)定。目前這些直流電壓的穩(wěn)定由MCU來(lái)控制，如果MCU異常運(yùn)行或程序跑飛，電壓將會(huì)升得很高，極有可能損壞造成儲(chǔ)能電容器爆炸。因此，這些電壓必須有硬件保護(hù)電路，如果電壓過(guò)高，則立即停止電力有源濾波器的工作；但是現(xiàn)在的電力有源濾波器的直流電壓保護(hù)電路都是使用霍爾元件采樣將高電壓變換成低電壓信號(hào)再進(jìn)行保護(hù)，其缺點(diǎn)是直流功率損耗大，工作可靠性不高，而且硬件成本高。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)須產(chǎn)生一個(gè)電源來(lái)給光電耦合器的初級(jí)供電，有功損耗大大降低，而且電路得以簡(jiǎn)化，成本降低，保護(hù)精度尚，可靠性尚，具有很尚的性?xún)r(jià)比的直流尚電壓過(guò)壓保護(hù)電路。
[0006]本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，包括分壓降壓電阻組、電壓比較芯片和光電耦合器；其中，所述分壓降壓電阻組由兩個(gè)以上電阻組成，且至少一個(gè)電阻串聯(lián)在電壓比較芯片的正極電壓輸入端上，和至少一個(gè)電阻并接在電壓比較芯片上；所述電壓比較芯片的輸出端與光電耦合器初級(jí)弓I腳連接，所述光電耦合器次級(jí)弓I腳上連接有供電電源。
[0008]進(jìn)一步地，所述分壓降壓電阻組由電阻R1?R5組成，其中電阻R1?R4串聯(lián)連接在電壓比較芯片的正極電壓輸入端上，所述電阻R5并接在電壓比較芯片上。
[0009]進(jìn)一步地，所述電壓比較芯片的輸入端還并接有穩(wěn)壓二極管D3。
[0010]進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓二極管D3的穩(wěn)壓值為8V。
[0011]進(jìn)一步地，所述電壓比較芯片的輸入端和輸出端還分別并接有電容器Cl和電容器C2。
[0012]進(jìn)一步地，所述電壓比較芯片是采用CMOS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的型號(hào)為XC61CN5001的電壓比較芯片，所述光電親合器是型號(hào)為PS2502的光電親合器。
[0013]本發(fā)明的有益效果如下:
[0014]本發(fā)明通過(guò)上述技術(shù)方案，其分壓降壓電阻組中并接在電壓比較芯片上的電阻既是分壓降壓的負(fù)載電阻，也是光電耦合器初級(jí)發(fā)光二極管的限流電阻，因此無(wú)須再產(chǎn)生一個(gè)電源來(lái)給光電耦合器的初級(jí)供電，這種設(shè)計(jì)使得整個(gè)電路的工作電流下降一半，功耗也就下降一半，有功損耗比使用霍爾元件大大降低，而且電路得以簡(jiǎn)化，成本降低，保護(hù)精度尚，可靠性尚，具有很尚的性?xún)r(jià)比。
【【附圖說(shuō)明】】
[0015]圖1是本發(fā)明所述一種直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明所述一種直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路實(shí)施例中電壓比較芯片的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、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(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]如圖1至圖2所示:
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，包括分壓降壓電阻組1、電壓比較芯片2和光電耦合器3 ;其中，所述分壓降壓電阻組1由兩個(gè)以上電阻組成，且至少一個(gè)電阻串聯(lián)在電壓比較芯片2的正極電壓輸入端上，和至少一個(gè)電阻并接在電壓比較芯片2上；具體結(jié)構(gòu)可以為:所述分壓降壓電阻組1由電阻R1?R5組成，其中電阻R1?R4串聯(lián)連接在電壓比較芯片2的正極電壓輸入端上，所述電阻R5并接在電壓比較芯片2上。所述電壓比較芯片2可以是采用CMOS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的型號(hào)為XC61CN5001的電壓比較芯片(工作電流極小，約為ΙμΑ，基本不消耗電流。)，所述光電耦合器3可以是型號(hào)為PS2502的光電耦合器，而且電壓比較芯片2的輸出端與光電耦合器3初級(jí)引腳連接，所述光電耦合器3次級(jí)弓I腳上連接有供電電源。
[0020]本發(fā)明所述直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路的工作時(shí)，首先輸入的高電壓被分壓降壓電阻組1進(jìn)行分壓降壓處理，此時(shí)并接在電壓比較芯片2上的電阻會(huì)分得降壓后的部分電壓(如電阻R5上分得的電壓約為0.00998倍輸入電壓);然后電壓比較芯片2將該并接電阻分得的電壓與檢測(cè)電壓VDF(電壓比較芯片2將內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)很低的參考電壓Vref)進(jìn)行比較，若并接電阻分得的電壓低于檢測(cè)電壓VDF，電壓比較芯片2的輸出端輸出電壓為0，此時(shí)分壓降壓電阻組1產(chǎn)生的電流流經(jīng)光電耦合器3的初級(jí)引腳，光電耦合器3的次級(jí)引腳之間的三極管導(dǎo)通，輸出低電平保護(hù)(PROTECT)信號(hào)；相反，若并接電阻分得的電壓高于檢測(cè)電壓VDF，輸出高電平保護(hù)(PROTECT)信號(hào)；此時(shí)輸出保護(hù)(PROTECT)信號(hào)既可以作為電力有源濾波器內(nèi)部的跳閘信號(hào)，也可以作為內(nèi)部的MCU輸入的故障信號(hào)。
[0021]這樣，本發(fā)明所述直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路的分壓降壓電阻組1中并接在電壓比較芯片2上的電阻(電阻R5)既是分壓降壓的負(fù)載電阻，也是光電耦合器3初級(jí)發(fā)光二極管的限流電阻，因此無(wú)須再產(chǎn)生一個(gè)電源來(lái)給光電耦合器3的初級(jí)供電，這種設(shè)計(jì)使得整個(gè)電路的工作電流下降一半，功耗也就下降一半，有功損耗比使用霍爾元件大大降低，而且電路得以簡(jiǎn)化，成本降低，保護(hù)精度高(經(jīng)過(guò)測(cè)試，輸入電壓的測(cè)量范圍為0?1300V，過(guò)壓保護(hù)值為1020V，保護(hù)精度優(yōu)于正負(fù)1.5% )，可靠性高，具有很高的性?xún)r(jià)比。
[0022]作為本發(fā)明一優(yōu)選方案，所述電壓比較芯片2的輸入端還并接有穩(wěn)壓二極管D3，所述穩(wěn)壓二極管D3的穩(wěn)壓值可以為8V。這樣，當(dāng)分壓降壓電阻組1中并接在電壓比較芯片2上的電阻(電阻R5)左端的電壓超過(guò)8V時(shí)導(dǎo)通，保護(hù)電壓比較芯片2不被損壞，而且若輸入高電壓接反時(shí)，穩(wěn)壓二極管D3也會(huì)正向?qū)?，同樣使得電壓比較芯片2不至于輸入過(guò)高的反向電壓而損壞。這樣，本發(fā)明所述直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路性能更穩(wěn)定、更可靠，過(guò)壓保護(hù)效果更佳。
[0023]作為本發(fā)明又一優(yōu)選方案，所述電壓比較芯片2的輸入端和輸出端還分別并接有電容器C1和電容器C2，所述電容器C1和電容器C2均為濾波電容；這樣，即可在衰減輸入電壓中的瞬態(tài)脈沖干擾，大大提高保護(hù)精度，進(jìn)一步提高過(guò)壓保護(hù)性能的穩(wěn)定性和可靠性。
[0024]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于:包括分壓降壓電阻組(1)、電壓比較芯片(2)和光電耦合器(3);其中，所述分壓降壓電阻組(1)由兩個(gè)以上電阻組成，且至少一個(gè)電阻串聯(lián)在電壓比較芯片(2)的正極電壓輸入端上，和至少一個(gè)電阻并接在電壓比較芯片⑵上；所述電壓比較芯片⑵的輸出端與光電耦合器⑶初級(jí)引腳連接，所述光電耦合器(3)次級(jí)引腳上連接有供電電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于:所述分壓降壓電阻組(1)由電阻R1?R5組成，其中電阻R1?R4串聯(lián)連接在電壓比較芯片⑵的正極電壓輸入端上，所述電阻R5并接在電壓比較芯片(2)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于:所述電壓比較芯片(2)的輸入端還并接有穩(wěn)壓二極管D3。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于:所述穩(wěn)壓二極管D3的穩(wěn)壓值為8V。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于:所述電壓比較芯片(2)的輸入端和輸出端還分別并接有電容器C1和電容器C2。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于:所述電壓比較芯片(2)是采用CMOS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的型號(hào)為XC61CN5001的電壓比較芯片，所述光電親合器(3)是型號(hào)為PS2502的光電親合器。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種直流高電壓過(guò)壓保護(hù)電路，包括分壓降壓電阻組、電壓比較芯片和光電耦合器；所述分壓降壓電阻組由兩個(gè)以上電阻組成，且至少一個(gè)電阻串聯(lián)在電壓比較芯片的正極電壓輸入端上，和至少一個(gè)電阻并接在電壓比較芯片上；所述電壓比較芯片的輸出端與光電耦合器初級(jí)引腳連接，所述光電耦合器次級(jí)引腳上連接有供電電源。這樣，該過(guò)壓保護(hù)電路的分壓降壓電阻組中并接在電壓比較芯片上的電阻既是分壓降壓的負(fù)載電阻，也是光電耦合器初級(jí)發(fā)光二極管的限流電阻，無(wú)須再產(chǎn)生一個(gè)電源來(lái)給光電耦合器的初級(jí)供電，整個(gè)電路的工作電流下降一半，功耗也就下降一半，有功損耗大大降低，而且電路簡(jiǎn)化，成本降低，保護(hù)精度和可靠性高，具有很高的性?xún)r(jià)比。
【IPC分類(lèi)】H02H9/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105356438
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510831329
【發(fā)明人】李忠懷, 陳峻嶺, 戴先兵, 徐洲
【申請(qǐng)人】珠海萬(wàn)力達(dá)電氣自動(dòng)化有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日