一种主功率电路、逆变器制动单元以及逆变器制造技术

一种主功率电路、逆变器制动单元以及逆变器，主功率电路包括控制电路、电压检测电路以及串联连接在正直流母线和负直流母线之间的制动电阻、第一功率开关管和第二功率开关管；第一功率开关管和第二功率开关管分别连接至控制电路，且所述第二功率开关管在母线电压过压时根据来自控制电路的控制信号的占空比开通和关断来实现母线电压调节；所述电压检测电路用于检测第二功率开关管的开关状态；所述控制电路在第二功率开关管的开关状态异常时使第一功率开关管关断。由于增加了电压检测电路，控制电路根据其检测的电压即可获知电路异常，并通过关断第一功率开关管以关断主回路，保证当第二功率开关控制失效时，系统能够有效关断，提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及逆变器领域，尤其涉及一种主功率电路、逆变器制动单元以及逆变器。
技术介绍
参考图1，目前逆变器制动单元的主功率电路一般是直接在直流母线之间串联一个上管V1a和一个下管V2a。其中，上管V1a处于常闭状态，通过调节下管V2a的占空比来调节母线电压Vdc1。应用这种传统拓扑时，由于制动单元的主功率回路的开通与关断仅仅靠下管V2a来控制，所以若下管V2a出现失控或者损坏(如短路等)，则整个电路即处于不可控状态，无法通过其他方式关断主回路，从而扩大事故范围，所以导致系统的可靠性差。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可靠性较高的主功率电路、逆变器制动单元以及逆变器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种逆变器制动单元的主功率电路，用于消耗母线功率以维持母线电压，包括控制电路、电压检测电路以及串联连接在正直流母线和负直流母线之间的制动电阻、第一功率开关管和第二功率开关管；第一功率开关管和第二功率开关管分别连接至控制电路，且所述第二功率开关管在母线电压过压时根据来自控制电路的控制信号的占空比开通和关断来实现母线电压调节；所述电压检测电路用于检测第二功率开关管的开关状态；所述控制电路在第二功率开关管的开关状态异常时使第一功率开关管关断。在本技术所述的主功率电路中，所述主功率电路还包括：续流二极管，所述续流二极管的负极与制动电阻的第一端连接，所述续流二极管的正极与制动电阻的第二端连接，所述制动电阻的第一端与正直流母线连接，所述制动电阻的第二端与第一功率开关管连接。在本技术所述的主功率电路中，所述电压检测电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的第一端与所述制动电阻的第二端连接，所述第一分压电阻的第二端分别与第二分压电阻的第一端以及控制电路连接，第二分压电阻的第二端与负直流母线连接。在本技术所述的主功率电路中，所述第一功率开关管和第二功率开关管均为带反并联二极管的IGBT。本技术还公开了一种逆变器制动单元，包括所述的主功率电路。本技术还公开了一种逆变器，包括所述的逆变器制动单元。实施本技术的逆变器制动单元的主功率电路，具有以下有益效果：本技术中，正常情况下第一功率开关管是处于开通状态，在维持母线电压时是依赖于第二功率开关管的开通，由于增加了电压检测电路，控制电路根据其检测的电压即可判断电路异常或正常，如果电路异常则可以通过关断第一功率开关管以关断主回路，从而保证当第二功率开关控制失效时，系统能够有效关断，提高了系统的可靠性。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是传统的逆变器制动单元的主功率电路的结构示意图；图2是本技术的主功率电路的结构示意图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。参考图2，是本技术的主功率电路的结构示意图。本技术的逆变器制动单元的主功率电路，用于消耗母线功率以维持母线电压，如图中Vdc2表示母线电压，主功率电路包括控制电路、电压检测电路以及串联连接在正直流母线和负直流母线之间的制动电阻R0、第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b；第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b分别连接至控制电路。所述第一功率开关管V1b在电路异常时关断、在电压正常时开通。所述第二功率开关管V2b在电路正常且母线电压过压时开通，并根据来自控制电路的控制信号的占空比开通和关断来实现母线电压调节。制动电阻R0在第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b都开通时，消耗直流母线的功率。电压检测电路，与第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b的串联支路并联，可以检测第二功率开关管V2b的开关状态，控制电路可以根据电压检测电路检测的开关状态，在第二功率开关管V2b的开关状态异常时使第一功率开关管V1b关断。实际上，在母线电压小于系统额定电压时，没必要实现制动功能，所以优选的，在电路正常的情况下，如果母线电压小于系统额定电压，则控制第一功率开关管V1b也处于关断状态。理论上，功率开关管可以为MOS管、三极管、IGBT等，但是由于本实施例中所应用的母线电压较大，所以所述第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b一般选择带反并联二极管的IGBT。具体的，所述电压检测电路包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，所述第一分压电阻R1的第一端与所述制动电阻R0的第二端连接，所述第一分压电阻R1的第二端分别与第二分压电阻R2的第一端以及控制电路连接，第二分压电阻R2的第二端与负直流母线连接。由于第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值比制动电阻R0大很多，所以在第一功率开关管V1b突然关断时，制动电阻R0与负直流母线之间处于开路状态，为了给制动电阻R0提供一个回路以缓冲制动电阻R0上的大电流，优选的，所述主功率电路还包括续流二极管D1。具体的，所述续流二极管D1的负极与制动电阻R0的第一端连接，所述续流二极管D1的正极与制动电阻R0的第二端连接，所述制动电阻R0的第一端与正直流母线连接，所述制动电阻R0的第二端与第一功率开关管V1b连接。图2对应的实施例的工作原理如下：初始状态下，第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b均关断。随着母线电压提升至系统额定电压时，例如400V系统的母线电压升至540V时，第一功率开关管V1b开通并保持，第二功率开关管V2b保持关断。当母线电压过压时，即母线电压提升至制动单元动作阈值点时，例如400V系统的母线电压升至600V时，开通第二功率开关管V2b，并通过调节第二功率开关管V2b的控制信号的占空比来调节母线电压。为了检测系统是否异常，将第二分压电阻R2两端的电压送至控制电路，通过监控第二分压电阻R2两端电压来判断系统是否异常，具体原理为：当第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b中的任一个保持关断时，第二分压电阻R2两端电压均为Vdc·R2/R1+R2(由于制动电阻R0的阻值远小于分压电阻R1和R2，其阻值可以忽略)，其中Vdc表示母线电压；当第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b同时开通时，第二分压电阻R2两端电压为0；因此，控制电路通过将第二分压电阻R2两端电压所对应的功率开关管的开关状态与实际上其所控制的当前第一功率开关管V1b和第二功率开关管V2b的开关状态进行对比，即可判断系统此时状态是否异常。例如如果比对结果是一致的，则认为系统正常，如果比对结果不一致，则说明系统异常。由于系统正常工作时，主回路的通断主要是由第二功率开关管V2b控制，在上述电路中，通过检测第二分压电阻R2两端电压即可判断第二功率开关管V2b此时工作是否正常，若处于异常状态，即可通过关断第一功率开关管V1b来切断主回路通路，从而保证当第二功率开关管V2b控制失效时，系统能够有效关断，提高了系统的可靠性。相应的，本技术还公开了一种逆变器制动单元以及逆变器，其均包括所述的主功率电路。综上所述，实施本技术的逆变器制动单元的主功率电路，具有以下有益效果：本技术中，正常情况下第一功率开关管是处于开通状态，在维持母线电压时是依赖于第二功率开关管的开通，增加了电压检测电路，控制电路根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器制动单元的主功率电路，用于消耗母线功率以维持母线电压，其特征在于，包括控制电路、电压检测电路以及串联连接在正直流母线和负直流母线之间的制动电阻、第一功率开关管和第二功率开关管；第一功率开关管和第二功率开关管分别连接至控制电路，且所述第二功率开关管在母线电压过压时根据来自控制电路的控制信号的占空比开通和关断来实现母线电压调节；所述电压检测电路用于检测第二功率开关管的开关状态；所述控制电路在第二功率开关管的开关状态异常时使第一功率开关管关断。

【技术特征摘要】
1.一种逆变器制动单元的主功率电路，用于消耗母线功率以维持母线电压，其特征在于，包括控制电路、电压检测电路以及串联连接在正直流母线和负直流母线之间的制动电阻、第一功率开关管和第二功率开关管；第一功率开关管和第二功率开关管分别连接至控制电路，且所述第二功率开关管在母线电压过压时根据来自控制电路的控制信号的占空比开通和关断来实现母线电压调节；所述电压检测电路用于检测第二功率开关管的开关状态；所述控制电路在第二功率开关管的开关状态异常时使第一功率开关管关断。2.根据权利要求1所述的主功率电路，其特征在于，所述主功率电路还包括：续流二极管，所述续流二极管的负极与制动电阻的第一端连接，所述续流二极管的正极与制动...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨远钢，王续东，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32