一种开关管驱动电路及精细化的无功补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电子变换技术领域，提出了一种开关管驱动电路及精细化的无功补偿装置，包括依次连接的驱动芯片、推挽电路和驱动电阻，驱动芯片用于与控制电路连接，驱动电阻用于与开关管的G极连接；还包括隔离电源，驱动芯片为隔离的驱动芯片，驱动芯片和推挽电路均与隔离电源连接；驱动电阻包括第八电阻、第九电阻、第六十二电阻和第六十三电阻。通过上述技术方案，解决了现有技术中无功补偿装置补偿效果差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种开关管驱动电路及精细化的无功补偿装置
本专利技术属于电子变换
，涉及一种开关管驱动电路及精细化的无功补偿装置。
技术介绍
现有的低压无功补偿产品主要分为如下三类：1.阶梯补偿：最常见的设计方案是使用若干台相同容量的电容器，这时，步进台阶就是单台电容器的容量。按标值计算，设总补偿量为1，则步进台阶为电容器数量的倒数。例如：在一套补偿装置中安装了10台20Kvar的电容器，则总补偿量为200Kvar，步进台阶为20Kvar。按标幺值计算，步进台阶为1/10。这种设计方案比较简单，也比较容易使电容器循环投切。缺点是步进台阶过大，即使安装了15台电容器，步进台阶仍然为1/15，在被补偿用户负荷较轻时，仍然不能取得良好的补偿效果。2.静止无功发生器：静止无功发生器，英文描述为：StaticVarGenerator，简称为SVG，是利用自由换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。SVG也存在一些问题：价格过于高昂，一套静止无功发生器地价格从几十万到上百万不等，极大地影响了其推广；功耗极大，因为其工作原理是IGBT移相原理，IGBT在导通时，会散发出极大地热量，因此SVG需要一直强制风冷，造成了能源上地浪费。3.有源电力滤波器：英文描述为Activepowerfilter，简称APF，可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出补偿电流，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，目前APF控制复杂、补偿效果差。
技术实现思路
本专利技术提出一种开关管驱动电路及精细化的无功补偿装置，解决了现有技术中无功补偿装置补偿效果差的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种开关管驱动电路，包括依次连接的驱动芯片、推挽电路和驱动电阻，所述驱动芯片用于与控制电路连接，所述驱动电阻用于与开关管的G极连接。进一步，还包括隔离电源，所述驱动芯片为隔离的驱动芯片，所述驱动芯片和所述推挽电路均与所述隔离电源连接。进一步，所述驱动电阻包括第八电阻、第九电阻、第六十二电阻和第六十三电阻，所述第八电阻与所述第九电阻并联、所述第六十二电阻与所述第六十三电阻并联，所述第八电阻和所述第九电阻的一端与所述第六十二电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述推挽电路的输出连接，所述第六十二电阻的另一端用于与开关管的G极连接。进一步，还包括保护电路，所述保护电路包括依次连接的采样电路、非门电路和光耦隔离电路，所述采样电路包括第四电阻、第五电阻、第十三电阻、第十一电阻、第二电容、第三电阻、第十电阻和第一电容，所述第四电阻和所述第五电阻组成的并联支路、所述第十三电阻和所述第十一电阻组成的并联支路、与所述第二电容依次连接，所述第一电容和所述第十电阻组成的串联支路、所述第三电阻均与所述第二电容并联，所述第四电阻和所述第五电阻组成的并联支路的两端分别用于与开关管的E极和C极连接，所述第一电容和所述第十电阻的连接点与所述非门电路的输入端连接，所述光耦隔离电路的输出端用于与控制电路连接。进一步，所述光耦隔离电路和控制电路之间通过反馈信号接口电路连接，所述反馈信号接口电路包括依次连接的整形电路一和电平转换电路一，所述整形电路一的输入与所述光耦隔离电路连接，所述电平转换电路一的输出用于与控制电路连接。本专利技术还提出了一种精细化的无功补偿装置，包括所述控制电路，脉冲调理电路，所述控制电路和所述驱动芯片之间通过所述脉冲调理电路连接，所述脉冲调理电路包括依次连接的电平转换电路二、与门电路和整形电路二，所述电平转换电路二的输入端与控制电路连接，所述与门电路的一个输入端与电平转换电路二的输出端连接，另一个输入端与直流电源连接，所述整形电路二的输出与所述驱动芯片连接。进一步，还包括信号采集电路，所述信号采集电路包括均与所述控制电路连接的电网电流采样电路、电网电压采样电路、母线电压采样电路、补偿装置输出电流采样电路和负载电流采样电路。进一步，所述电网电流采样电路、所述电网电压采样电路、所述母线电压采样电路、所述补偿装置输出电流采样电路和所述负载电流采样电路均通过AD转换芯片与所述控制电路连接。进一步，其特征在于，所述控制电路包括依次连接的DSP控制电路和FPGA控制电路，所述驱动电路和所述信号采集电路均与所述FPGA控制电路连接。进一步，所述DSP控制电路包括互为冗余的DSP控制电路一和DSP控制电路二，所述DSP控制电路一和所述DSP控制电路二均与所述FPGA控制电路连接。本专利技术的工作原理为：本专利技术无功补偿装置包括依次连接的控制电路、驱动电路和功率电路，功率电路为外置，功率电路为三相输出，每相包括四个开关管，控制电路和驱动电路分为三组，每组为四路输出，四路输出分别控制每相功率电路的四个开关管，实现功率电路的三电平输出，对三相电网进行精细化补偿。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术中驱动芯片接收到控制电路发出的控制信号后，驱动芯片输出驱动电流，驱动电流经推挽电路放大、再经驱动电阻连接到开关管的G极，实现对开关管的驱动控制。根据补偿的需要，计算对应的控制信号，控制开关管的导通和关断，即可输出相应补偿电流。开关管需要的驱动电流比较大，推挽电路可以对驱动芯片输出的驱动电流进行放大，以保证开关管可靠导通，进一步确保本专利技术无功补偿装置按照需要进行精确补偿。2、本专利技术中驱动芯片的输入端与控制电路连接，另一端通过推挽电路与开关管连接，隔离电源为驱动芯片和推挽电路提供隔离的电源，避免开关管侧的干扰信号进入控制电路，确保控制电路的可靠工作。3、本专利技术中驱动电阻采用第八电阻、第九电阻、第六十二电阻和第六十三电阻串并联的形式，可以增加电流承受能力，而且减小发热量，有利于提高驱动电阻的可靠性、延长驱动电阻的使用寿命。4、当开关管正常工作时，开关管C、E两端的压降很小，采样电路中C1两端的电压很小，C1的一端输入到非门电路，非门电路输出高电平。当开关管过流或短路时，开关管C、E两端的压降增大，采样电路中C1两端的电压增大，C1的一端输入到非门电路，当C1的电压大于设定值时，非门电路的输出为低电平，该低电平信号为故障信号，故障信号经光耦隔离电路传送到控制电路，控制电路检测到该故障信号后，控制开关管关断，避免造成电路部件的损坏。5、本专利技术中整形电路一由施密特触发器组成，光耦隔离电路输出的故障信号经整形电路一滤除其中的抖动信号，防止抖动信号造成的误报；电平转换电路一包括两级电平转换芯片，进行两级电平转换，将故障信号的电平转换为控制电路能够识别的信号，确保控制电路能够及时准确的接收到故障信号。6、本专利技术还提出了一种开关管驱动电路及精细化的无功补偿装置，其中控制电路用于输出控制信号到驱动芯片，并接收驱动电路反馈的故障信号、及时做出反应，确保整个无功补偿装置无故障运行。脉冲调理电路分为三组，每组为四路，分别对应控制电路的四路输出，其中，电平转换电路二用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关管驱动电路，其特征在于，包括依次连接的驱动芯片(21)、推挽电路(22)和驱动电阻(23)，所述驱动芯片(21)用于与控制电路(1)连接，所述驱动电阻(23)用于与开关管(61)的G极连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关管驱动电路，其特征在于，包括依次连接的驱动芯片(21)、推挽电路(22)和驱动电阻(23)，所述驱动芯片(21)用于与控制电路(1)连接，所述驱动电阻(23)用于与开关管(61)的G极连接。


2.根据权利要求1所述的一种开关管驱动电路，其特征在于，还包括隔离电源(24)，所述驱动芯片(21)为隔离的驱动芯片，所述驱动芯片(21)和所述推挽电路(22)均与所述隔离电源(24)连接。


3.根据权利要求1所述的一种开关管驱动电路，其特征在于，所述驱动电阻(23)包括第八电阻、第九电阻、第六十二电阻和第六十三电阻，
所述第八电阻与所述第九电阻并联、所述第六十二电阻与所述第六十三电阻并联，所述第八电阻的一端与所述第六十二电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述推挽电路(22)的输出连接，所述第六十二电阻的另一端用于与开关管(61)的G极连接。


4.根据权利要求1所述的一种开关管驱动电路，其特征在于，还包括保护电路(25)，所述保护电路(25)包括依次连接的采样电路(251)、非门电路(252)和光耦隔离电路(253)，
所述采样电路(251)包括第四电阻、第五电阻、第十三电阻、第十一电阻、第二电容、第三电阻、第十电阻和第一电容，所述第四电阻和所述第五电阻组成的并联支路、所述第十三电阻和所述第十一电阻组成的并联支路、与所述第二电容依次连接，所述第一电容和所述第十电阻组成的串联支路、所述第三电阻均与所述第二电容并联，
所述第四电阻和所述第五电阻组成的并联支路的两端分别用于与开关管(61)的E极和C极连接，所述第一电容和所述第十电阻的连接点与所述非门电路(252)的输入端连接，
所述光耦隔离电路(253)的输出端用于与控制电路(1)连接。


5.根据权利要求4所述的一种开关管驱动电路，其特征在于，所述光耦隔离电路(253)和控制电路(1)之间通过反馈信号接口电路(254)连接，所述反馈信号接口电路(254)包括依次连接的整形电路一(2541)和电平转换电路一(2542)，
所述整形电路一(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：马洪亮，任俊辉，
申请(专利权)人：河北沃邦电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13