一种电容能量泄放装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种电容能量泄放装置，属于电容充放电技术领域。该装置包括控制器、DC/DC变换电路和泄放电阻；DC/DC变换电路的输入端用于连接待泄放电容，DC/DC变换电路的输出端连接泄放电阻；控制器采样连接DC/DC变换电路的输入端和输出端，并控制连接DC/DC变换电路中的可控半导体元件，所述控制器用于控制DC/DC变换电路的输出电压稳定在设定范围内。该装置利用控制器采集DC/DC变换电路的输入、输出电压，并对采集到的电压进行处理生成控制信号，利用生成的控制信号对DC/DC变换电路中的可控半导体元件进行控制，使DC/DC变换电路的输出电压稳定在设定范围内，从而使施加在泄放电阻上的泄放电压稳定在设定范围内，实现泄放电压大小可控，能够降低安全风险，提高试验安全性。

A discharge device of capacitance energy

【技术实现步骤摘要】
一种电容能量泄放装置
本技术涉及一种电容能量泄放装置，属于电容充放电

技术介绍
目前大功率电力电子产品(例如新能源发电产品、柔性直流输电产品、无功补偿产品和直流配网产品)中所使用的母线电容主要为电解电容和金属膜电容，额定电压大约在DC1000～5000V。在大功率电力电子产品的很多离线测试中，母线电容经常需要多次充放电；但是试验过程中，由于被试产品的母线电容自身没有耗能回路，导致其一旦充电后就会在很长时间内存在高电压，即使本次试验结束也必须待其电压自然放电至安全范围内才能开展后续试验，而放电过程往往可以持续几分钟至几十小时，非常影响试验效率；同时，由于母线电容长时间带电，且无任何带电指示，也使试验环境内存在着极大的触电、短路火灾等安全隐患。为解决上述试验效率及安全问题，现阶段主要采用简易的电阻放电装置进行电容能量泄放，但是，现有泄放方式仍存在如下局限性和安全问题：(一)针对容量和带电电压不同的待泄放电容，简易的电阻放电装置需要预先考虑所需泄放电阻的阻值和功率，以防止因泄放电阻选取不当而引发设备过流、电阻发热量过大及其它元器件烧毁问题；(二)简易的电阻放电装置，无法显示电容残余电压，可能导致放电未彻底，进而引发安全问题；(三)在实际操作过程中，由于常常无法满足泄放电阻型号与待泄放电容的电压容量完全匹配，经常会导致放电接触点存在拉弧现象；(四)临时制作的简易放电装置，对于绝缘性能、保护性能、安全性能均不能可靠保证。综上所述，利用现有的简易电阻放电装置对大功率电力电子产品中的母线电容进行能量泄放时，存在不可靠、不安全的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电容能量泄放装置，用以解决利用现有的简易电阻放电装置对电容进行能量泄放时，不可靠、不安全的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种电容能量泄放装置，该装置包括控制器、DC/DC变换电路和泄放电阻；DC/DC变换电路的输入端用于连接待泄放电容，DC/DC变换电路的输出端连接泄放电阻；控制器采样连接DC/DC变换电路的输入端和输出端，并控制连接DC/DC变换电路中的可控半导体元件，所述控制器用于控制DC/DC变换电路的输出电压稳定在设定范围内。本技术的有益效果是：(1)利用控制器采集DC/DC变换电路的输入电压(即待泄放电容电压)和DC/DC变换电路的输出电压，并对采集到的电压进行处理生成控制信号，利用生成的控制信号对DC/DC变换电路中的可控半导体元件进行控制，使DC/DC变换电路的输出电压稳定在设定范围内，从而使施加在泄放电阻上的泄放电压稳定在设定范围内，实现泄放电压大小可控，能够降低安全风险，提高试验安全性；(2)由于泄放电压大小可控，则该装置能够适用于不同电压等级的待泄放电容，装置的通用性强，那么在需要对多类电力电子产品的部件或整机进行测试时，就无需更换不同的泄放装置，能够节省试验时间，提升试验效率；(3)由于DC/DC变换电路的输出电压大小可控，因此可按照泄放电阻的阻值和功率适当调整输出电压，就不会出现因泄放电阻选取不当而引发设备过流、电阻发热量过大及其它元器件烧毁问题，安全可靠；另外，还能通过选取合适的泄放电阻型号实现在安全范围内以最大的速度进行电容能量泄放，进一步提升试验效率；(4)可按照实际测试需要选择与待泄放电容的连接方式，装置操作方便。进一步地，所述DC/DC变换电路为Buck变换电路。为了使泄放装置能适用于更高电压等级的待泄放电容，使其具备更宽范围的电容电压泄放能力，进一步地，所述DC/DC变换电路包括：第一IGBT、第二IGBT、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和电感；其中，DC/DC变换电路输入端的正极、第一IGBT、第二IGBT、电感、第二电容和DC/DC变换电路输入端的负极依次串联，第二电容的两端作为DC/DC变换电路的输出端；第一二极管与第二二极管同向串联后，第一二极管的阴极串联在第二IGBT与电感之间，第二二极管的阳极与DC/DC变换电路输入端的负极连接；第一电容的一端连接第一IGBT和第二IGBT的串联点，另一端连接第一二极管和第二二极管的串联点。为了实时显示待泄放电容电压，帮助操作人员实时掌握待泄放电容的放电情况，保证操作人员安全，进一步地，该装置还包括显示屏，显示屏与控制器连接。为了实现危险告警，进一步保证操作人员安全，进一步地，该装置还包括危险告警指示灯，危险告警指示灯与控制器连接。为了实现危险告警，进一步保证操作人员安全，进一步地，该装置还包括蜂鸣器，蜂鸣器与控制器连接。为了显示泄放装置的运行状态，进一步地，该装置还包括运行指示灯，运行指示灯与控制器连接。为了实现泄放装置的过温保护，进一步地，该装置还包括过温继电器，过温继电器与控制器连接。为了实现过流保护，进一步地，该装置还包括限流熔断器，限流熔断器连接在DC/DC变换电路的输入端。为了易于实现后期功能的扩展，进一步地，所述控制器内部使用DSP+FPGA+ARM的芯片架构。附图说明图1是本技术的电容能量泄放装置的结构示意图；图2是本技术的待泄放电容为1mF/2000V，泄放电阻为150W/500Ω时的放电过程图；图3是本技术的待泄放电容为1mF/4000V，泄放电阻为150W/500Ω时的放电过程图；图4是本技术的待泄放电容为1mF/2000V，泄放电阻为300W/250Ω时的放电过程图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本技术进行进一步详细说明。如图1所示，本实施例的电容能量泄放装置(以下简称泄放装置)，包括控制器、DC/DC变换电路和泄放电阻；DC/DC变换电路的输入端用于连接待泄放电容，DC/DC变换电路的输出端连接泄放电阻。泄放电阻用于通过电阻耗能的方式消耗待泄放电容中的能量。其中，DC/DC变换电路包括：第一IGBT(S1)、第二IGBT(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)和电感(L)；其中，DC/DC变换电路输入端的正极(+)、第一IGBT(S1)、第二IGBT(S2)、电感(L)、第二电容(C2)和DC/DC变换电路输入端的负极(-)依次串联，第二电容(C2)的两端作为DC/DC变换电路的输出端；第一二极管(D1)与第二二极管(D2)同向串联后，第一二极管(D1)的阴极串联在第二IGBT(S2)与电感(L)之间，第二二极管(D2)的阳极与DC/DC变换电路输入端的负极(-)连接；第一电容(C1)的一端连接第一IGBT(S1)和第二IGBT(S2)的串联点，另一端连接第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的串联点。本实施例中，控制器采样连接DC/DC变换电路的输入端和输出端，用于采集DC/DC变换电路的输入电压(即待泄放电容电压)和输出电压；控制器控制连接DC/DC变换电路中的第一IGBT(S1)和第二IGBT(S2)；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容能量泄放装置，其特征在于，该装置包括控制器、DC/DC变换电路和泄放电阻；DC/DC变换电路的输入端用于连接待泄放电容，DC/DC变换电路的输出端连接泄放电阻；控制器采样连接DC/DC变换电路的输入端和输出端，并控制连接DC/DC变换电路中的可控半导体元件，所述控制器用于控制DC/DC变换电路的输出电压稳定在设定范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种电容能量泄放装置，其特征在于，该装置包括控制器、DC/DC变换电路和泄放电阻；DC/DC变换电路的输入端用于连接待泄放电容，DC/DC变换电路的输出端连接泄放电阻；控制器采样连接DC/DC变换电路的输入端和输出端，并控制连接DC/DC变换电路中的可控半导体元件，所述控制器用于控制DC/DC变换电路的输出电压稳定在设定范围内。


2.根据权利要求1所述的电容能量泄放装置，其特征在于，所述DC/DC变换电路为Buck变换电路。


3.根据权利要求2所述的电容能量泄放装置，其特征在于，所述DC/DC变换电路包括：第一IGBT、第二IGBT、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和电感；其中，DC/DC变换电路输入端的正极、第一IGBT、第二IGBT、电感、第二电容和DC/DC变换电路输入端的负极依次串联，第二电容的两端作为DC/DC变换电路的输出端；第一二极管与第二二极管同向串联后，第一二极管的阴极串联在第二IGBT与电感之间，第二二极管的阳极与DC/DC变换电路输入端的负极连接；第一电容的一端连接第一IGBT和第二IGBT的串联点，另一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琼，姚艳芳，龚晓伟，辛攀，王伟杰，冯自豪，宋巍，焦照旭，刘道欣，张亚光，潘鹏飞，赵起超，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41