一种应用于防爆变频器的高压电源电路制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于防爆变频器的高压电源电路，包括主回路、控制电路和供电电源电路，所述供电电源电路将外供的+15V电压进行隔离变换并产生+15V电供给控制电路部分，控制电路部分得电后，产生驱动PWM信号，所述主回路的MOS管通过PWM信号控制，所述主回路通过内部的MOS管的导通关断来驱动。本发明专利技术的高压电源电路，既保证了防爆变频器的可靠性，又保证了现场维修人员的安全，而且成本又远远低于UPS。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于防爆变频器的高压电源电路
本专利技术涉及低压防爆变频器设备领域，具体涉及一种应用于防爆变频器的高压电源电路。
技术介绍
在1140V防爆变频器中，由于直流母线电压的变化范围在1500V～1900V，不论是单端反激式或者是双端反激式开关电源都无法直接从变频器的直流母线上取电，当防爆变频器在运行中突然停电时，防爆变频器的主回路大约有1800V的直流电压，而且主回路放电大约需要10分钟左右，而控制电因为突然停电就没有电了，这样会导致两个方面的问题，1是威胁现场维修人员的安全，2是控制回路断电瞬间，可能误触发IGBT，由于主回路有高压电，这样会损坏防爆变频器。为了解决这一问题，传统的做法是，开关电源输入端加上储能设备，如图1所示，J1端子输入交流220V电源，经过二极管D1、D2、D3、D4整流后，得到310V直流电压，通过预充电电阻R1给储能电容C1～C5充电，J2端子连接到开关电源的输入端，开关电源工作后，反馈一个电压到J3端子，控制继电器K1吸合，将预充电电阻R1短路。当防爆变频器突然断电是，储能电容C1～C5可以继续给开关电源供电。除了如图1所示的储能设备，还可以使用UPS作为储能设备。1.2.2分析现有同类储能设备的不足和缺陷(必须提供)1、图1所示的储能设备，其存储容量取决于储能电容C1～C5，1140V电压等级的防爆变频器，开关电源的使用功率一般大于50W，储能电容提供的电能往往是不能支撑开关电源使用多长时间就没有电能了，这时主回路的电压虽然降低了，但是还没有到安全电压值，依然是有影响维修人员安全的问题。2、用UPS作为储能设备，能完全解决上述两个问题，但是又会出现新的问题，1是成本过高，使得这样种方案几乎没有厂家使用这种方案，2是煤矿会经常出现防爆变频器断电的情况，这样就会经常使用UPS提供电源，而且每一次都会耗尽UPS电能，会大大缩短UPS的寿命，这也制约了该种方案的现场应用。3是变频器中的220V电源是从输入主回路取电，通过变压器变成220V的电源，变频器输入主回路的电源电能质量较差，这样也会影响UPS的使用寿命。因此，需对现有技术加以改进。
技术实现思路
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种应用于防爆变频器的高压电源电路，实现降压和稳压的目的，保证了防爆变频器的可靠性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种应用于防爆变频器的高压电源电路，包括主回路、控制电路和供电电源电路，所述供电电源电路将外供的+15V电压进行隔离变换并产生+15V电供给控制电路部分，控制电路部分得电后，产生驱动PWM信号，所述主回路的MOS管通过PWM信号控制，所述主回路通过内部的MOS管的导通关断来驱动。上述的应用于防爆变频器的高压电源电路，所述主回路包括输入端、热敏电阻、多个滤波电容、均压电阻、晶体管、输出滤波电容和一个输出电感。上述的应用于防爆变频器的高压电源电路，所述控制电路包括第一芯片U1、第一三极管Q3、第二三极管Q4、驱动变压器T1、两个抑制二极管、电容和电阻。上述的应用于防爆变频器的高压电源电路，所述供电电源电路包括第二芯片U2、第三芯片U3、第四芯片U4、第三三极管Q1、第四三极管Q2、开关变压器T2、整流二极管、电阻和电容。上述的应用于防爆变频器的高压电源电路，所述主回路中的输入端包括第一输入端DC+、第二输入端DC-，主回路端子J1与所述第一输入端、第二输入端连接。本专利技术由于使用以上技术方案，使其具有的有益效果是：1、将一字型三电平和Buck开关型调整器结合在一起，利用了一字型三电平使用低压元器件实现高电压操作和Buck开关型调整器实现DC/DC降压的优点，并且巧妙的结合在一起；2、利用了一字型三电平中的一种工作状态，不需要对晶体管进行控制；3、保证了防爆变频器的可靠性，又保证了现场维修人员的安全，而且成本又远远低于UPS。附图说明图1为现有技术整流储能电源的电路图；图2为本专利技术应用于防爆变频器的高压电源电路的主回路部分示意图；图3为本专利技术应用于防爆变频器的高压电源电路的控制电路部分示意图；图4为本专利技术应用于防爆变频器的高压电源电路的供电电源电路部分示意图；图5为本专利技术应用于防爆变频器的高压电源电路的整体示意图。具体实施方式为了使专利技术实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本专利技术。本专利技术的第一实施例公开了一种应用于防爆变频器的高压电源电路，包括主回路、控制电路和供电电源电路，供电电源电路将外供的+15V电压进行隔离变换并产生+15V电供给控制电路部分，控制电路部分得电后，产生驱动PWM信号，主回路的MOS管通过PWM信号控制，主回路通过内部的MOS管V1、V2的导通关断来驱动。在具体使用中，如图2所示，主回路部分的电路图中，DC+、DC-是输入端，NTC1、NTC2是热敏电阻，C1、C2、EC1～EC6是输入滤波电容，R1～R12是均压电阻，V1～V6构成了一字型三电平拓扑结构，L1是输出电感，EC7和EC8是输出滤波电容，R18～R21是输出滤波电容的均压电阻，主回路部分的作用就是将输入直流电压电压DC+、DC-降压成600V的直流电压；如图3所示是控制电路，主要包括第一芯片U1，U1使用的芯片为UC3844B，MOS管的第一三极管Q3、第二三极管Q4，驱动变压器T1，瞬态抑制二极管D1、D2以及相关的电阻和电容。这部分电路的作用是产生占空比可变的PWM驱动波形，控制主回路部分中的MOS管V1和V2导通关断，从而实现主回路降压的目的；如图4所示是供电电源电路，主要包括第二芯片U2、第三芯片U3、第四芯片U4，其中U2使用的是UC2525AN的芯片，U3使用的是P181芯片，U4使用的是TL431，MOS管的第三三极管Q1、第四三极管Q2，开关变压器T2，整流二极管D5以及相关电阻和电容。这部分的作用是，将控制电源端子J3提供的外部+15V电压进行隔离，产生+15V电压，给控制部分供电，使得控制部分得电工作。另外，如图5所示，主回路端子J1连接到防爆变频器的直流母线DC+、DC-上，热敏电阻NTC1和NTC2在上电瞬间能抑制充电电流，电解电容EC1～EC6构成输入滤波，并且制造出中性点N，V1～V6构成一字三电平拓扑结构，当V1、V2同时导通时，输入电压DC+直接加在电感L1输入端，通过电感L1给电容EC7、EC8充电，当V1、V2同时关断时，L1产生的反向感应电动势使V3、V4同时导通，实现续流，这时向输出电压端子J2提供电能的是电容EC7、EC8。在这部分电路中，巧妙地将一字型三电平和Buck开关型调整器结合在一起，利用了一字型三电平使用低压元器件实现高电压操作和Buck开关型调整器实现DC/DC降压的优点，并且巧妙的结合在一起。同时在传统的一字型三电平中，元器件V3、V4应该是MOS管或IGBT，但是在本专利技术中，只是利用了一字型三电平中的一种工作状态，不需要对V3、V4进行控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于防爆变频器的高压电源电路，其特征在于：包括主回路、控制电路和供电电源电路，所述供电电源电路将外供的+15V电压进行隔离变换并产生+15V电供给控制电路部分，控制电路部分得电后，产生驱动PWM信号，所述主回路的MOS管通过PWM信号控制，所述主回路通过内部的MOS管的导通关断来驱动。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于防爆变频器的高压电源电路，其特征在于：包括主回路、控制电路和供电电源电路，所述供电电源电路将外供的+15V电压进行隔离变换并产生+15V电供给控制电路部分，控制电路部分得电后，产生驱动PWM信号，所述主回路的MOS管通过PWM信号控制，所述主回路通过内部的MOS管的导通关断来驱动。


2.根据权利要求1所述的应用于防爆变频器的高压电源电路，其特征在于：所述主回路包括输入端、热敏电阻、多个滤波电容、均压电阻、晶体管、输出滤波电容和一个输出电感。


3.根据权利要求1所述的应用于防爆变频器的高压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世均，
申请(专利权)人：上海伟肯实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31