用于设备的电源电压补偿电路和方法技术

公开了用于设备的电源电压补偿电路及用于设备的电源电压补偿方法。电源电压补偿电路包括：处理器，其被布置成对指示输入端上的电源电压的信号进行感测，其中，如果该信号指示电源电压在预定阈值以下，则该处理器被布置成提供下述输出信号，所述输出信号被布置成耦合辅助能量源以对电源欠电压的提供电压补偿。

Power supply voltage compensation circuit and method for equipment

Power supply voltage compensation circuit for equipment and power supply voltage compensation method for equipment. Supply voltage compensation circuit includes: signal processor, which is arranged in pairs indicating that the power supply voltage input of the sensor, the signal indicating if the supply voltage at a predetermined threshold, the processor is arranged to provide the output signal, the output signal is arranged to provide coupling auxiliary energy source voltage compensation to owe to the power supply voltage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抗干扰性改善的低电容驱动，尤其涉及用低电容的电容器组对电源进行平滑。具体地，适用于但决不限于，用于发动机控制的包括诸如逆变器驱动器的DC链路的可变级驱动的使用。
技术介绍
在变速驱动中，通常，电力电子器件对AC电源进行整流以形成高电压DC链路。使用具有PWM(脉宽调制)控制的逆变器输出级来产生电压和频率的受控输出。输入电源频率是固定的，比如说50Hz/60Hz，但输出可以被控制为从0Hz(DC)到几百Hz+。通常，使用该输出以与逆变器输出处的频率相关的速度来驱动发动机从而得到所谓变速。在变速驱动中，对驱动的DC链路进行平滑的电解电容器组可以被替换为低电容薄膜电容器。这样的系统将通常使用电容值为电解电容器组要求的电容值的3％-5％的薄膜电容值。薄膜电容器提供相对较高的纹波电流承载能力和工作电压。并联的电容器串可以被替换为小数量的并联的薄膜电容器。从而实现更紧凑和成本有效的解决方案。相比电解设计而言，其很重要的优势在于交流线路中的传导的谐波电流大幅度减少。限制线路谐波的国际标准在AC线路或DC链路中很少可以见到或者根本没有额外的扼流圈。总体而言，这使得能够低成本制造、减少系统占用以及减少必须进行故障测试以满足用于批准的行业标准的组件的数量。然而，由于包括对导致频繁的欠电压跳闸的市电电源的电涌和/或电源的下降或损失作出无法接受的响应的原因，许多驱动制造商已经抛弃了这种方法。上述原因已经导致了对较低的可靠性以及对使用低电容薄膜电容器的驱动的性能的看法。图1示出了以AC-DC-AC驱动1的形式下的这样的系统。在这个示例中，通过整流器11对可以包括三相AC电源的电源10进行整流以产生DC链路12。如将要理解的，DC链路12包括为逆变器15提供电力的DC+线路13和DC-线路14。电力薄膜电容器16可以包括在DC+13和DC-14之间耦接的多个薄膜电容器。通常，对于低功率驱动，电力薄膜电容器16针对几千瓦的功率可以总体是低至几微法拉(μF)的电容值，例如，针对高达约2.2kW的功率为约10μF。较大功率(10kW的功率)的驱动可以包括总体值小于100μF的电力薄膜电容器。具有无扼流圈的电解电容器的类似驱动的电容值为毫法拉(mF)量级。二极管17的阳极耦接至DC+13，并且二极管17的阴极耦接至电解电容器组18的正极侧，电解电容器组18可以包括串联和/或并联布置的一个或更多个电解电容器。电容器组18的负极侧耦接至DC-14。辅助电源19耦接至二极管17的阴极侧，辅助电源19可以是开关模式电源(SMPS)或者例如高压线性稳压器。在图1的布置中，在正常操作下，仅通过电力薄膜电容器16对流向逆变器15的电力进行平滑。如所理解的，与电解电容器组相比，薄膜电容器具有非常高的纹波电流额定值，因此可以基于纹波电压/动态控制需求选择更小的电容。如所理解的，对DC链路进行平滑所需要的电容值直接与位于直流电源上的电压纹波(通常为100Hz至300Hz)相关。在高载或过载的情况下，低电容驱动(例如通过电力薄膜电容器16)将具有较高的纹波从而损失DC链路上的电压。伏特的损失通常与较差的性能有关(并且相关联)。如果在三相电源中存在引起DC链路12上的尖峰信号或电涌的电涌，则该尖峰信号通过二极管传导。电解电容器组18用于钳位尖峰信号并向辅助电源19提供任意过剩的电力。关于图1的布置，如果在电源10中存在下降、故障或损失事件，则即使该事件很短驱动1也会跳闸并中断操作。这样的跳闸通常被认为是被视为在驱动1中缺乏可靠性的令人讨厌的跳闸。因此，期望提供对这样的令人讨厌的跳闸具有降低的敏感度并且对电源波动具有增强的抗干扰性的驱动。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于设备的电源电压补偿电路。从而提供了包括处理器的电源电压补偿电路，该处理器被布置成对指示输入端上的电源电压的信号进行感测，其中，如果该信号指示电源电压在预定阈值之下，则该处理器被布置成提供以下输出信号，所述输出信号被布置成耦合辅助能量源以提供对电源欠电压的电压补偿。可选地，该电路中的处理器还被布置成：如果该信号指示电源电压在预定阈值以上，则该处理器还被布置成提供输出信号用于耦合路径以吸收电涌。可选地，辅助能量源包括电容器组，并且可选地，该电容器组是电解电容器组。可选地，该电路还包括用于提供电源平滑的薄膜电容器组。可选地，该处理器与电源相隔离。可选地，该电路还包括二极管，该二极管被布置成为电源电压中的电涌提供放电路径。可选地，该电路还包括MOSFET、IGBT、晶闸管和双向开关，用于耦接辅助能量源。可选地，该双向开关为电源欠电压和/或过电压提供补偿。可选地，该处理器被布置成在达到较低的欠电压电源阈值之前检测指示电源电压在预定阈值以下的信号。可选地，该处理器被布置成使得如果信号指示恢复至正常电源电压，则该处理器就被布置成提供下述输出信号：所述输出信号被布置成将辅助能量源解耦以去除该电压补偿。可选地，该电压是DC链路电压。根据第二方面，提供了一种用于设备的电源电压补偿方法。从而提供了包括以下步骤的电源电压补偿方法：对指示电源电压的信号进行感测的，其中，如果该信号指示电源电压在预定阈值以下，则提供信号以耦合辅助能量源来提供对电源欠电压的电压补偿。可选地，该方法还包括以下步骤：如果该信号指示电源电压在预定阈值以上，则耦合路径以吸收电涌。可选地，在达到较低的欠电压电源阈值之前进行对指示电源电压在预定阈值以下的信号检测的步骤。可选地，该方法还包括以下步骤：检测所述信号指示恢复至正常电源电压，并且提供被布置成将辅助能量源解耦以去除电压补偿的输出信号。根据第三方面，提供了一种包括指令的计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时使该处理器实施根据上面的任何一种的方法。根据第四方面，提供了一种包括指令的计算机程序产品，当所述指令由处理器执行时使该处理器实施根据上面的任何一种的方法。在所有的方面中，优选的和可选的特征在从属权利要求中被限定。附图说明现在将参照附图仅通过示例的方式来描述实施方式，在附图中：图1示出了包括薄膜电容器组和经由二极管供电的辅助电解电容器组的公知的驱动布置；图2示出了根据实施方式的包括薄膜电容器组以及具有电力MOSFET开关和连接两个电容器组的二极管的辅助电解电容器组的驱动布置；图3示出了根据实施方式的包括薄膜电容器组以及具有晶闸管开关和连接两个电容器组的二极管的辅助电解电容器组的驱动布置；图4示出了如在图1的现有技术系统中将呈现的各种波形；以及图5示出了根据实施方式的将呈现的各种波形；在附图中，自始至终通过相同的附图标记指代相同的元件。具体实施方式通过控制在一个或多个电力薄膜电容器16与包括电解电容器组18和/或辅助电源19的辅助能量源之间的连接来对DC链路12进行平滑，防止了不期望的令人讨厌的跳闸以及其他的电源相关影响。因此，在电源10损失的情况下可以提供能量，从而避免了被视为令人讨厌的跳闸或差的可靠性。通过将电力开关与二极管17并联来提供功能性。这使得电荷能够从辅助电容器组18转移以根据需要与较低电容值的薄膜电容器16共享，来支持DC链路12并且避免在电源损失的情况下的跳闸。因此实现DC链路12的电压补偿。转向图2，电力开关器件23(例如N沟道功率MO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于设备的电源电压补偿电路，所述设备具有欠电压阈值，所述设备的输出端在所述欠电压阈值以下被禁用，所述补偿电路包括处理器，所述处理器被布置成：对指示输入端上的电源电压的信号进行感测；其中，如果所述信号指示所述电源电压在预定阈值以下，则所述处理器被布置成提供以下输出信号：所述输出信号被布置成耦合辅助能量源以提供对电源欠电压的电压补偿，所述预定阈值处于比所述欠电压阈值高的电压。

【技术特征摘要】
2015.05.05 GB 1507685.41.一种用于设备的电源电压补偿电路，所述设备具有欠电压阈值，所述设备的输出端在所述欠电压阈值以下被禁用，所述补偿电路包括处理器，所述处理器被布置成：对指示输入端上的电源电压的信号进行感测；其中，如果所述信号指示所述电源电压在预定阈值以下，则所述处理器被布置成提供以下输出信号：所述输出信号被布置成耦合辅助能量源以提供对电源欠电压的电压补偿，所述预定阈值处于比所述欠电压阈值高的电压。2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述处理器还被布置成：如果所述信号指示所述电源电压在预定阈值以上，则所述处理器提供输出信号用于耦合路径以吸收电涌。3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述辅助能量源包括电容器组，并且可选地，所述电容器组是电解电容器组。4.根据任一前述权利要求所述的电路，还包括用于提供电源平滑的薄膜电容器组。5.根据权利要求1至3中任一项所述的电路，其中，所述处理器与所述电源相隔离。6.根据权利要求1至3中任一项所述的电路，还包括二极管，所述二极管被布置成为所述电源电压中的电涌提供放电路径。7.根据权利要求1至3中任一项所述的电路，还包括MOSFET、IGBT、晶闸管和双向开关之一，用于耦接所述辅助能量源。8.根据权利要求7所述的电路，其中，所述双向开关为电源欠电压和/或过电压提供补偿。9.根据权利要求1至3中任一项所述的电路，其中，所述处理器被布置成在达到较低的欠...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·约翰·韦伯斯特，西蒙·大卫·哈特，
申请(专利权)人：控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB