接入交流线的有源共模滤波器制造技术

本发明专利技术提出了一种减小在一个脉宽调制驱动电路内的共模电流的有源滤波器（１１）。驱动电路包括一个接到ａ－ｃ源的ａ－ｃ线（Ｌ１，Ｌ２）上的整流器（１０）和一个具有通过一个电流传感器（１５）与整流器（１０）连接的输入端和连接成驱动一个负载（１３）的输出端的ＰＷＭ换流器（１２）。这种有源滤波器（１１）包括在整流器（１０）的输出端之间串联的第一和第二晶体管（Ｑ１，Ｑ２）。第一和第二晶体管（Ｑ１，Ｑ２）由它们的控制极根据来自电流传感器（１５）的检测电流控制成交替地在截止状态和线性区内的导通状态之间切换。一个在这两个晶体管之间的输出节点通过一个隔离电容器（Ｃ）接地。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请要求享受2001年5月17日递交的美国临时申请S.N.60/291,676“接入A-C线的有源共模滤波器”(“Active Common ModeFilter Connected in A-C Line”)的权益和优先权，该申请所揭示的在此全部列为参考予以引用。本申请还与2001年3月23日递交的美国申请S.N.09/816,590“减小共模电流的有源滤波器”(“ActiveFilter For Reduction of Common Mode Current”)有关，该申请所揭示的在此也全部列为参考予以引用。
技术介绍
已知有一种用于PWM换流器的有源共模滤波器，这种有源共模滤波器在上面所提到的申请No.09/816,590中有详细说明。这个申请中所揭示的有源共模滤波器包括一个放大器和电流驱动器电路，配置在脉宽调制驱动电路的整流器与换流器之间的d-c链路内。对于如图1中所示的滤波器，具有终端L1、L2和地(GND)的a-c线输入(单相情况)接到一个连接成全波桥的整流器10上，整流器10由d-c链路P、N接至一个三相PWM换流器12(它在每个分支内可以用带适当控制的可控硅或IGBT，未示出)。换流器12驱动a-c电机13。电机13的接地机壳接至GND和耦合电容器14。有源滤波器11包括一个地电流传感变压器15，它的输出馈给运算放大器16，从而控制跨接在d-c链路上的电流驱动电路17的晶体管Q1和Q2的控制极，使这两个晶体管在截止状态和线性区内的导通状态之间切换。放大器16接收来自两个初级线圈分别接入d-c链路的两个分支的电流变压器15的次级的输入。电流变压器在它的次级提供一个与等于从电机进入地线G的渗漏或噪声电流的共模电流成正比的输出。这个噪声电流在电机绕组与电机机壳之间的内部电容两端生成，流入地线G。这个噪声电流可以大到产生明显的EMI。图1的电路设计成能通过复现噪声电流使它通过隔离电容器14返回d-c链路的总线来抵销噪声电流。这样可以基本上消除在GND线上的地电流返回a-c电网，也就避免了在a-c电网上出现这种共态噪声电流。因此，滤波器再现从d-c链路流入换流器的共模电流，为共模电流建立通过地线从电机、耦合电容器14回到d-c链路的循环通道，为a-c输入线旁路掉共模电流。图1所示的电路实际上可能并不始终是方便的，因为它涉及在d-c链路中插入有源滤波器11和电流检测变压器15。在一些应用中，可能希望将共模滤波器11插入为PWM驱动电路的整流器10供电的输入a-c线。这对通常接入a-c线的标准无源共模滤波器的通常连接点来说是没有问题的。如果有源共模滤波器也可以配置在a-c线路内，它就可以直接代替标准的无源共模滤波器，而不需要修改PWM驱动器本身。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种能以a-c滤波器形式构成的有源共模滤波器，可以添加到换流器上而不需修改换流器电路。本专利技术的另一个目的是提供一种既可以在正馈结构中使用也可以在反馈结构中使用的有源共模滤波器。在一种传统的共模滤波电路的反馈结构中，共模噪声在对消点后检测，而抵消信号由具有高增益的放大器注入，反馈到噪声对消点。相反，在正馈结构中，共模噪声在对消点前检测，抵消信号由一个增益为1的放大器注入，正馈到噪声对消点。本专利技术的再一个目的是提供一种不需要修改所连接的系统的有源共模滤波电路。本专利技术的又一个目的是提供一种可以直接代替无源a-c线共模滤波器的有源共模滤波电路。本专利技术的以上和其他目的由一种减小在一个从a-c源的a-c线驱动负载的脉宽调制驱动电路内的共模电流的有源滤波器达到，这个驱动电路包括一个可与a-c线连接的产生一个整流输出电压加到一个d-c总线上的整流器和一个具有与d-c总线连接的具有一个驱动负载的受控a-c输出的PWM换流器，这种有源滤波器包括一个检测驱动电路内的共模电流的电流传感器和一个包括各个有第一和第二主电极和一个控制电极的第一和第二晶体管的电流驱动电路，第一和第二晶体管串联连接成为在它们之间的一个输出节点供电，第一和第二晶体管受它们的控制电极控制，交替地接通和截止，它们的控制电极接至电流传感器的输出端，而晶体管之间的输出节点接至一个隔离电容器，这个隔离电容器接到与负载连接的地线上，这两个晶体管为地线内的电流提供流向a-c源的a-c线的交流通道，从而通过为这电流提供一个循环通道减小从a-c源流出的共模电流，所述有源滤波器接在与脉宽调制驱动电路连接的a-c线上。以上和其他目的也由一种减小在一个从a-c源的a-c线驱动负载的驱动电路内的共模电流的有源滤波器达到，这个驱动电路提供一个受控a-c输出，驱动具有与a-c源连接的地线的负载，这种有源滤波器包括一个检测驱动电路内的共模电流的电流传感器和一个包括一个与一个隔离电容器连接的由电流传感器控制成为地线内的地电流提供一个循环通道的晶体管电流驱动电路的有源滤波电路，隔离电容器接到与负载连接的地线上，这个电流驱动电路使地线内的电流可以流向a-c源的相应a-c线，从而减小流入地线的地电流，有源滤波电路接在与驱动电路连接的a-c线上。从以下参照附图对本专利技术所作的说明中可以清楚地看到本专利技术的其他特色和优点。附图说明图1为示出接在PWM驱动电路的d-c链路内的有源型滤波器的电路图；图2和3为示出在PWM驱动电路是单相和三相输入的情况下接在a-c线输入端的有源型滤波器(呈正馈结构)的电路图；图4示出了采用反馈结构的接在a-c线输入端上的有源滤波器的示意图；图5示出了电流传感器直接接入地线的呈反馈结构的有源滤波器；以及图6示出了电流传感器直接接入地线的呈正馈结构的有源滤波器。在所有这些附图中，同样的部分用同样的标注号码标出。具体实施例方式图2示出了对于单相输入的有源滤波器直接接入a-c线的情况。二极管D和电容器CRES为有源滤波器11建立了一个近似等于线间峰值电压的d-c电压。电阻R用来限制对CRES的初始充电电流。二极管DZ用来调整滤波器总线18的d-c电平。电流检测变压器15起着一个差动电流传感器的作用，检测流入a-c线的分支L1和L2的两个电流之差。因此，变压器15检测从L1OUT和L2OUT流入PWM驱动器的a-c输入端(也就流入地线G)的共模电流，放大器16和MOSFET Q1和Q2将这电流再现为流入地线耦合电容器14的电流Iio。这有效地抵消或减小了共模电流ICOM，使返回a-c线的IGND为ICOM与Iio之差。因此，IGND被有源滤波器减小到接近于零。在Q1导通时，来自PWM驱动器地线的共模电流通过电容器14、Q1的漏极和CFILT BUS回到L2OUT和通过Q1的漏极、CFILT BUS和CL1-L2回到L1OUT。在Q2导通时，来自PWM驱动器地线的共模电流通过电容器14、Q2的漏极直接返回到L2OUT和通过Q2的漏极和CL1-L2返回到L1OUT。应指出的是，在对图2(以及图1和下面所说明的其他实施例)的说明中，为了简化假设了从负载返回入地线的地电流等于流入a-c输入线L1和L2的共模线电流，因此供电线路的地电流为零。实际上，还有另一个地电流分量，通常从负载通过电机、电缆、电机驱动器等与周围物理地线之间的寄生电容流入地线本身。这个分量通过供电地线循环回电容器14，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小在一个从ａ－ｃ源的ａ－ｃ线驱动负载的脉宽调制驱动电路内的共模电流的有源滤波器，所述驱动电路包括一个可接到ａ－ｃ线上的产生一个整流输出电压加到一个ｄ－ｃ总线上的整流器和一个具有连接到ｄ－ｃ总线上的输入端和具有驱动负载的受控ａ－ｃ输出的ＰＷＭ换流器，所述有源滤波器包括：一个检测驱动电路内的共模电流的电流传感器；以及一个包括各有第一和第二主电极和一个控制电极的第一和第二晶体管的有源滤波电路，所述晶体管接成串联，驱动一个输出节点，所述晶体管由它们的控制电极控制成交替地在截止状态和线性区内的导通状态之间切换，它们的控制电极接至电流传感器的输出端，所述晶体管之间的输出节点接至一个隔离电容器，隔离电容器接至与负载连接的地线，这两个晶体管为在地线内的流向ａ－ｃ源的相应ａ－ｃ线的电流提供交流通道，从而通过为地线内的电流提供一个循环通道减小从ａ－ｃ源流出的共模电流，所述有源滤波电路连接在与脉宽调制驱动电路连接的ａ－ｃ线上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B佩利，
申请(专利权)人：国际整流器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]