一种有源电力滤波器控制电路制造技术

本实用新型专利技术涉及电力系统技术领域，提出了一种有源电力滤波器控制电路，有源电力滤波器包括功率模块构成的主电路，功率模块的每一桥臂包括多个并联的IGBT，任一IGBT均设置有对应的IGBT电流检测电路，多个IGBT电流检测电路分别接入FPGA模块的输入端，FPGA模块用于输出控制信号到IGBT的门极，IGBT电流检测电路包括依次连接的IGBT电流采集电路、放大电路、比较电路和FPGA模块U9，FPGA模块用于输出控制信号到IGBT的门极。通过上述技术方案，解决了现有技术中有源电力滤波器控制电路结构复杂的问题。术中有源电力滤波器控制电路结构复杂的问题。术中有源电力滤波器控制电路结构复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种有源电力滤波器控制电路


[0001]本技术涉及电力系统
，具体的，涉及一种有源电力滤波器控制电路。

技术介绍

[0002]有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，计算出谐波电流的大小，并以脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿，主动消除电力谐波。
[0003]为增加有源电力滤波器的容量，可以采用IGBT并联的方式，需要进行并联均流的控制，避免并联器件电流不均衡的问题，传统的并联均流方法需要准确检测出IGBT的电流值，为保证电流检测精度，需添加补偿、抗干扰等电路，电路结构复杂、调试繁琐。

技术实现思路

[0004]本技术提出一种有源电力滤波器控制电路，解决了相关技术中有源电力滤波器控制电路结构复杂的问题。
[0005]本技术的技术方案如下：所述有源电力滤波器包括功率模块构成的主电路，所述功率模块的每一桥臂包括多个并联的IGBT，任一IGBT均设置有对应的IGBT电流检测电路，多个IGBT电流检测电路分别接入FPGA模块的输入端，所述FPGA模块用于输出控制信号到IGBT的门极，
[0006]所述IGBT电流检测电路包括依次连接的IGBT电流采集电路、放大电路、比较电路和FPGA模块U9，所述FPGA模块用于输出控制信号到IGBT的门极，
[0007]所述IGBT电流采集电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和电阻R4，所述电阻R1的一端与IGBT的发射极连接，所述电阻R1的另一端接地，所述电阻R2的一端与IGBT的发射极连接，所述电阻R2的另一端通过电阻R4接地，所述电容C1并联在所述电阻R2两端，所述电容C2并联在所述电阻R4两端，所述电阻R2和所述电阻R4的串联点作为所述IGBT电流采集电路的输出，接入所述放大电路，
[0008]所述比较电路包括运放U2，所述运放U2的反相输入端与所述放大电路的输出端连接，所述运放U2的同相输入端与基准电压VREF连接，所述运放U2的输出端接入所述FPGA模块。
[0009]进一步，还包括基准源电路，所述基准源电路包括电阻R14、电阻R15、运放U1C，所述电阻R14和所述电阻R15串联，所述电阻R14的一端与电源5V连接，所述电阻R15的一端接地，所述电阻R14和所述电阻R15的串联点接入所述运放U1C的同相输入端，所述运放U1C的输出端接入所述运放U1C的反相输入端，所述运放U1C的输出端作为所述基准电压VREF，接入所述运放U2同相输入端。
[0010]进一步，所述放大电路包括运放U1B、电阻R11和电阻R16，所述运放U1B的同相输入
端与所述IGBT电流采集电路的输出端连接，所述运放U1B的反相输入端通过电阻R16接地，所述运放U1B的输出端通过电阻R11反馈连接至所述运放U1B的反相输入端，所述运放U1B的输出端作为所述放大电路的输出端，接入所述比较电路。
[0011]进一步，所述IGBT电流采集电路和所述放大电路之间连接有运放U1A，所述运放U1A的同相输入端与所述IGBT电流采集电路的输出端连接，所述运放U1A的输出端反馈连接至所述运放U1A的反相输入端，所述运放U1A的输出端接入所述放大电路的输入端。
[0012]进一步，还包括过载检测电路，所述过载检测电路包括依次连接的输出电流检测电路、有效值检测电路和AD转换电路，所述AD转换电路接入主控芯片，
[0013]所述输出电流检测电路包括依次连接的电流传感器和运放U4，所述电流传感器用于检测功率模块的输出电流，所述电流传感器的输出端接入所述运放U4的同相输入端，所述运放U4的输出端通过电阻R7接地，所述运放U4的输出端通过电阻R8反馈连接至所述运放U4的反相输入端，所述运放U4的输出端作为所述电流检测电路的输出，接入所述有效值检测电路。
[0014]进一步，所述有效值检测电路包括有效值转换芯片U5，所述有效值转换芯片U5的信号输入端与所述运放U4的输出端连接，所述有效值转换芯片U5的RMS输出端依次通过电阻R10和电阻R12接入所述有效值转换芯片U5的缓冲输入端，所述有效值转换芯片U5的RMS输出端通过电容C4接入所述有效值转换芯片U5的电容输入端，所述有效值转换芯片U5缓冲输入端通过电容C7接地，所述有效值转换芯片U5的RMS输出端通过电容C5连接所述有效值转换芯片U5的缓冲输出端，所述有效值转换芯片U5的缓冲输出端作为所述有效值检测电路的输出，接入所述AD转换电路。
[0015]进一步，所述AD转换电路包括ADC芯片U6，所述ADC芯片U6的模拟输入端与所述有效值检测电路的输出端连接，所述ADC芯片U6的IIC时钟端和IIC数据端均与主控芯片连接。
[0016]进一步，所述ADC芯片U6通过隔离模块U7与主控芯片连接，所述ADC芯片U6的IIC时钟端接入所述隔离模块U7的SCL1端，所述ADC芯片U6的IIC数据端接入所述隔离模块U7的SDA1端，所述隔离模块U7的SCL2端和SDA2端均与主控芯片连接。
[0017]本技术的工作原理及有益效果为：
[0018]本技术中，通过IGBT电流采集电路采集流过IGBT的电流，并以电压的形式输出，经放大电路调理后送入比较电路，与基准电压VREF进行比较，比较电路输出的方波信号能够反映IGBT的导通和关断时间。多个比较电路的输出分别接入FPGA模块，FPGA模块根据多个方波信号得到并联的IGBT导通或关断的时间差，并进行对应的补偿，输出控制信号到IGBT的门极，最终实现并联IGBT的同步导通或关断。
[0019]本技术无需检测IGBT电流的精确值，通过检测IGBT的导通或关断时间，即可实现并联IGBT的同步控制，避免了导通或关断延迟造成的电流分配不均的问题。
附图说明
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0021]图1为本技术中IGBT电流检测电路原理图；
[0022]图2为本技术中过载检测电路原理图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本技术保护的范围。
[0024]本实施例有源电力滤波器包括功率模块构成的主电路，功率模块的每一桥臂包括多个并联的IGBT，如图1所示，任一IGBT均设置有对应的IGBT电流检测电路，多个IGBT电流检测电路分别接入FPGA模块的输入端，FPGA模块用于输出控制信号到IGBT的门极，
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源电力滤波器控制电路，所述有源电力滤波器包括功率模块构成的主电路，所述功率模块的每一桥臂包括多个并联的IGBT，其特征在于，任一IGBT均设置有对应的IGBT电流检测电路，多个IGBT电流检测电路分别接入FPGA模块的输入端，所述FPGA模块用于输出控制信号到IGBT的门极，所述IGBT电流检测电路包括依次连接的IGBT电流采集电路、放大电路、比较电路和FPGA模块U9，所述FPGA模块用于输出控制信号到IGBT的门极，所述IGBT电流采集电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和电阻R4，所述电阻R1的一端与IGBT的发射极连接，所述电阻R1的另一端接地，所述电阻R2的一端与IGBT的发射极连接，所述电阻R2的另一端通过电阻R4接地，所述电容C1并联在所述电阻R2两端，所述电容C2并联在所述电阻R4两端，所述电阻R2和所述电阻R4的串联点作为所述IGBT电流采集电路的输出，接入所述放大电路，所述比较电路包括运放U2，所述运放U2的反相输入端与所述放大电路的输出端连接，所述运放U2的同相输入端与基准电压VREF连接，所述运放U2的输出端接入所述FPGA模块。2.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器控制电路，其特征在于，还包括基准源电路，所述基准源电路包括电阻R14、电阻R15、运放U1C，所述电阻R14和所述电阻R15串联，所述电阻R14的一端与电源5V连接，所述电阻R15的一端接地，所述电阻R14和所述电阻R15的串联点接入所述运放U1C的同相输入端，所述运放U1C的输出端接入所述运放U1C的反相输入端，所述运放U1C的输出端作为所述基准电压VREF，接入所述运放U2同相输入端。3.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器控制电路，其特征在于，所述放大电路包括运放U1B、电阻R11和电阻R16，所述运放U1B的同相输入端与所述IGBT电流采集电路的输出端连接，所述运放U1B的反相输入端通过电阻R16接地，所述运放U1B的输出端通过电阻R11反馈连接至所述运放U1B的反相输入端，所述运放U1B的输出端作为所述放大电路的输出端，接入所述比较电路。4.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器控制电路，其特征在于，所述IGBT电流采集电...

【专利技术属性】
技术研发人员：路立涛，
申请(专利权)人：保定安迪电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：