用于平衡逆變器中的直流鏈路電容器的電壓的裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開提供了一種用于平衡逆變器的直流(DC)鏈路電容器的電壓的裝置。本公開的裝置包括開關(guān)單元，其連接到彼此串聯(lián)連接的第一和第二電阻器之間的節(jié)點(參考點)和彼此串聯(lián)連接的第一和第二電容器之間的節(jié)點(中性點)，并且被配置為在參考點和中性點之間短路和斷開；以及控制單元，其被配置為，當(dāng)參考點的電壓(參考點電壓)與中性點的電壓(中性點電壓)彼此不同時，控制開關(guān)單元在參考點和中性點之間短路。

Device for balancing the voltage of a DC link capacitor in an inverter

The invention discloses a device for balancing the voltage of a DC (DC) link capacitor of an inverter. The disclosed apparatus includes a switching unit connected to each other node between the first and second resistors connected in series (the reference point) and each node connected in series between the first and second capacitor connected to the (neutral), and configured to short-circuit between the reference point and the neutral point and off; and a control unit. It is configured to, when the voltage reference point (reference point voltage) and the voltage of neutral point (neutral point voltage) each other at the same time, the control switch unit of short circuit between the reference point and neutral point.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于平衡逆變器中的直流鏈路電容器的電壓的裝置
本專利技術(shù)涉及一種用于平衡逆變器的直流(DC)鏈路電容器的電壓的裝置。
技術(shù)介紹
通常，逆變器是用于接收交流(AC)電力、將AC電力整流成直流(DC)電力以及輸出具有期望頻率和期望大小的AC電力的裝置。在這一點上，平滑電解電容器連接到逆變器的整流單元的DC鏈路。當(dāng)逆變器是具有400V的輸入電壓的類型時，在平滑單元的電解電容器處充電的電壓為大約500V至800V。但是，由于現(xiàn)有的電解電容器的額定電壓為400V，所以當(dāng)設(shè)計具有400V的輸入電壓的逆變器的平滑單元時，通過串聯(lián)連接電解電容器，將平滑單元的等效額定電壓設(shè)計為具有800Vdc。圖1是用于描述現(xiàn)有的逆變器的構(gòu)造圖。平滑單元200配置有用于使由整流單元100整流的交流電力平滑的電解電容器210、220、230和240以及分別與電解電容器210、220、230和240并聯(lián)連接的分壓電阻器215、225、235和245，并且在平滑單元200中充電的電壓被施加到逆變器單元300的開關(guān)元件(未示出)。在這一點上，兩個電解電容器和兩個分壓電阻器彼此串聯(lián)連接。這種常規(guī)工業(yè)逆變器的平滑單元200具有其中電解電容器和分壓電阻器串聯(lián)和并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，使得單個電容器對于單個分壓電阻器是必需的。使用多個電解電容器的逆變器需要與電解電容器的數(shù)量相對應(yīng)的分壓電阻器，從而存在需要用于機械地容納電解電容器和分壓電阻器的空間以及隨著分壓電阻器數(shù)量增加制造成本增加的問題。此外，在電解電容器處通過分壓電阻器總是發(fā)生漏電流，從而存在降低逆變器的效率的問題。同時，當(dāng)平滑單元200的電壓不均等地施加到彼此串聯(lián)連接的電容器時，可以在特定電容器處對額定電壓(例如，400V)以上的電壓進行充電。在這種情況下，電容器爆炸，從而存在逆變器被損壞的問題并且由于在電容器爆炸時產(chǎn)生的電火花而導(dǎo)致火災(zāi)的風(fēng)險增加。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決上述問題，本公開的目的是提供一種電壓平衡裝置，其能夠在不使用逆變器的平滑單元中的分壓電阻器的情況下均等地維持電解電容器的兩端處的電壓。為了實現(xiàn)該目的，在包括用等效地彼此串聯(lián)連接的第一和第二電容器配置的平滑單元的逆變器系統(tǒng)中，根據(jù)本公開的用于平衡施加到第一和第二電容器的電壓的裝置可以包括彼此串聯(lián)連接的第一和第二電阻器，其中第一和第二電阻器的串聯(lián)連接與平滑單元并聯(lián)連接；開關(guān)單元，其連接到第一和第二電阻器之間的節(jié)點(參考點)和第一和第二電容器之間的節(jié)點(中性點)，并且被配置為在所述參考點和所述中性點之間短路和斷開；以及控制單元，其被配置為當(dāng)參考點的電壓(參考點電壓)和中性點的電壓(中性點電壓)彼此不同時，控制所述開關(guān)單元在所述參考點和所述中性點之間短路。本公開的一個實施例的裝置還可以包括連接在參考點和中性點之間的電壓測量元件。在本公開的一個實施例中，開關(guān)單元可以包括第一和第二反并聯(lián)連接的晶閘管。在本公開的一個實施例中，控制單元可以包括：放大單元，其被配置為放大參考點電壓和中性點電壓之間的差；檢測單元，其被配置為檢測放大單元的輸出電壓超過處于預(yù)定范圍中的第一參考和第二參考；以及施加單元，其被配置為根據(jù)檢測單元的輸出來施加控制開關(guān)單元的電流。在本公開的一個實施例中，檢測單元可以包括第一比較器，其被配置為當(dāng)放大單元的輸出電壓大于第一參考時，使得施加單元能夠?qū)㈦娏魇┘拥介_關(guān)單元；以及第二比較器，其被配置為當(dāng)放大單元的輸出電壓小于第二參考時，使得施加單元能夠?qū)㈦娏魇┘拥介_關(guān)單元。在本公開的一個實施例中，第一和第二電阻器的電阻值可以大致彼此相同。如上所述，本公開能夠在逆變器的平滑單元處不使用分壓電阻器的情況下維持平滑單元的電容器的電壓之間的平衡，使得逆變器的尺寸減小并且逆變器制造成本可以減少。此外，設(shè)計者可以使用電壓不平衡檢測單元的參考值+REF和-REF來設(shè)置中性點和參考點之間的電壓差，其確定了本公開的平衡裝置的操作，使得存在以下效果，其中可以按照設(shè)計者的意圖設(shè)計各種電路。此外，根據(jù)本公開，電壓不平衡被設(shè)計為通過硬件來解決，使得存在以下效果，其中當(dāng)在平滑單元3處發(fā)生電壓不平衡時在沒有根據(jù)軟件處理而造成時間延遲的情況下可以將平滑單元3的電容器的兩端處的電壓調(diào)整為平衡。附圖說明圖1是用于描述現(xiàn)有的逆變器的構(gòu)造圖。圖2是用于描述根據(jù)本公開的一個實施例的逆變器系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖。圖3A和圖3B分別是用于描述本公開的一個實施例的平滑單元的配置的一個示例圖。圖4是本公開的一個實施例中的開關(guān)單元的詳細構(gòu)造圖。圖5是本公開的一個實施例中的控制單元的詳細構(gòu)造圖。圖6至圖8分別是用于描述本公開的平衡裝置的操作的一個示例圖。具體實施方式本公開可以進行各種修改并且將具有各種實施例，使得將在附圖中例示具體實施例并將進行詳細描述。然而，本文公開的具體實施例在某種意義上不是用于將本公開限于這些實施例，而是為了解釋本專利技術(shù)，并且應(yīng)當(dāng)理解，許多其它的替代物、等同物和取代基將落入本專利技術(shù)的精神和范圍內(nèi)。在下文中，將參照附圖詳細描述根據(jù)本公開的一個優(yōu)選實施例。圖2是用于描述根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的逆變器系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖。如圖所示，本公開的一個實施例的系統(tǒng)可以包括整流單元1、本公開的平衡裝置2、平滑單元3，其配置有彼此串聯(lián)連接的第一電容器C1和第二電容器C2，以及逆變器單元4。在這一點上，串聯(lián)連接的平滑單元3的第一電容器C1和第二電容器C2被稱為“直流(DC)鏈路電容器”。整流單元1可以對施加到DC電壓的三相交流(AC)電壓進行整流，并且平滑單元3可以平滑DC電壓。通常，逆變器單元4可以根據(jù)開關(guān)元件的操作輸出預(yù)定頻率和預(yù)定幅度的AC電壓，以將AC電壓施加到電機(未示出)。在本公開的一個實施例中，示例了其中第一電容器C1和第二電容器C2串聯(lián)連接的平滑單元3，但是本公開不限于此。因此，平滑單元3可以配置有彼此連接的多個電解電容器，并且這可以表示為等效配置。圖3A和圖3B分別是用于描述本公開的一個實施例的平滑單元3的配置的一個示例圖。這里，如圖3A所示，可以連接兩個電解電容器，并且如圖3B所示，兩個電解電容器的連接可以是并聯(lián)連接的。如上所述，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，圖3B中示出的構(gòu)造可以等效地示出為如圖3中的那樣。再參考圖3，本公開的一個實施例的平衡裝置2可以包括分別與平滑單元3并聯(lián)連接的第一電阻器R1和第二電阻器R2、用于測量電壓的第三電容器30、開關(guān)單元40以及用于控制開關(guān)單元40的控制單元50。第一電阻器R1和第二電阻器R2分別具有大致相同的電阻。在本公開的描述中，第一電阻器R1和第二電阻器R之間的節(jié)點A被稱為“參考點”，并且節(jié)點A的電壓被稱為“參考點電壓”。第一電阻器R1和第二電阻器R2可以是幾千歐姆(kΩ)。像這樣，第一電阻器R1和第二電阻器R2的電阻值增加，并且因此流過參考點A的電流被制成幾毫安(mA)，使得在第一電阻器R1和第二電阻器R2處的電力消耗可以最小化。此外，第一電容器C1和第二電容器C2之間的節(jié)點B被稱為“中性點”，并且節(jié)點B的電壓被稱為“中性點電壓”。在這樣的配置中，第三電容器30可以測量中性點B和參考點A之間的電壓。在本公開的一個示例中，電容器被示例為用于測量中性點和參考點之間的電壓的元件，但是不限于此，可以使用各種無源或有源元件。開關(guān)單本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于平衡施加到逆變器系統(tǒng)中的第一電容器和第二電容器的電壓的裝置，所述逆變器系統(tǒng)包括以彼此等效串聯(lián)連接的第一電容器和第二電容器而配置的平滑單元，所述裝置包括：彼此串聯(lián)連接的第一電阻器和第二電阻器，其中第一電阻器和第二電阻器的串聯(lián)連接與所述平滑單元并聯(lián)連接；開關(guān)單元，其連接到在所述第一電阻器和所述第二電阻器之間的節(jié)點(參考點)和在所述第一電容器和所述第二電容器之間的節(jié)點(中性點)，并且被配置為在所述參考點和所述中性點之間短路和斷開；控制單元，其被配置為當(dāng)所述參考點的電壓(參考點電壓)和所述中性點的電壓(中性點電壓)彼此不同時，控制所述開關(guān)單元在所述參考點和所述中性點之間短路；以及電壓測量元件，其連接在所述參考點和所述中性點之間。

【技術(shù)特征摘要】
2016.03.29 KR 10-2016-00373891.一種用于平衡施加到逆變器系統(tǒng)中的第一電容器和第二電容器的電壓的裝置，所述逆變器系統(tǒng)包括以彼此等效串聯(lián)連接的第一電容器和第二電容器而配置的平滑單元，所述裝置包括：彼此串聯(lián)連接的第一電阻器和第二電阻器，其中第一電阻器和第二電阻器的串聯(lián)連接與所述平滑單元并聯(lián)連接；開關(guān)單元，其連接到在所述第一電阻器和所述第二電阻器之間的節(jié)點(參考點)和在所述第一電容器和所述第二電容器之間的節(jié)點(中性點)，并且被配置為在所述參考點和所述中性點之間短路和斷開；控制單元，其被配置為當(dāng)所述參考點的電壓(參考點電壓)和所述中性點的電壓(中性點電壓)彼此不同時，控制所述開關(guān)單元在所述參考點和所述中性點之間短路；以及電壓測量元件，其連接在所述參考點...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：洪一杓，
申請(專利權(quán))人：LS產(chǎn)電株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國,KR