一种高压隔离分布式驱动电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压隔离分布式驱动电源，包括交流三角波电流源产生电路、电流母线、至少设有一个隔离电流互感器和与对应的隔离电流互感器二次侧相连接的输出电源模块；交流三角波电流源产生电路包括用于将电流转换为电压信号的检测电路、与检测电路输出端相连接的三角波电流控制电路、与三角波电流控制电路输出端相连接的驱动电路、与驱动电路输出端相连接的桥式变换电路和设置在桥式变换电路输入端的整流滤波电路；电流母线贯穿隔离电流互感器并与检测电路及桥式变换电路形成闭合回路。本实用新型专利技术具有高隔离度、隔离分布电容小、低电磁干扰、易于控制、高可靠性、造价低、体积小、输出电源模块配置灵活等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种驱动电源，具体涉及一种高压隔离分布式驱动电源，属于智能电网、新能源和节能降耗

技术介绍
随着智能电网建设、新能源发展和节能降耗政策的推进，各种功率变换技术如柔性交流输电技术、交流变频技术、电能质量控制技术(含各类动态无功补偿技术)中大量使用电力电子技术，且均向高电压大功率方向发展。高电压大功率电力电子装置中，由于受元器件耐压限制，元器件必须串联使用，一些大的功率变换装置中串联元器件数量极多。串联使用的元器件的驱动电路的电源间、驱动电路的电源与主回路间也承受极高的电压。目前驱动电路的电源主要为电压源并联供电方式，该方式用隔离变压器实现初、 次级及次级各组电源的隔离，当高电压大功率电力电子装置需要上百组驱动电源时，工程上实践就非常困难。该方式实现起来体积庞大、造价高，更大的缺点是隔离分布电容大，限制了主回路的高频化。为解决上述问题，提出了电流源型分布式电源方案，目前对此方案有一些研究，现有研究中电流源方式主要有交流方波和谐振式正弦波二种。交流方波电流源方式是将交流电源经整流和BUCK变换后得到恒幅值的直流电流，再经桥式变换得到交流方波电流。交流方波电流含有较大的谐波，谐波含有量约为 48%，且高次谐波含有量大，电磁干扰严重。该方案体积大，可靠性低。谐振式正弦波电流源方式是在交流方波电流源的基础上，在输出级加上谐振环节，使输出电流近似于正弦波，该技术在谐波、电磁干扰及器件开关特性方面有较大的改善，但控制复杂、可靠性低。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术目的是提供一种高隔离度、隔离分布电容小、低电磁干扰、易于控制、高可靠性、造价低、体积小和输出电源模块配置灵活的高压隔离分布式驱动电源。为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现本技术包括交流三角波电流源产生电路、电流母线、至少设有一个隔离电流互感器和与对应的隔离电流互感器二次侧相连接的输出电源模块；交流三角波电流源产生电路包括用于将电流转换为电压信号的检测电路、与检测电路输出端相连接的三角波电流控制电路、与三角波电流控制电路输出端相连接的驱动电路、与驱动电路输出端相连接的桥式变换电路和设置在桥式变换电路输入端的整流滤波电路；电流母线贯穿隔离电流互感器并与检测电路及桥式变换电路形成闭合回路。上述桥式变换电路包括第一绝缘栅双极晶体管、第二绝缘栅双极晶体管、第三绝缘栅双极晶体管、第四绝缘栅双极晶体管和电感；第一绝缘栅双极晶体管源极接第二绝缘栅双极晶体管漏极，其公共端接电感一端，电感另一端接电流母线一端；第三绝缘栅双极晶体管源极接第四绝缘栅双极晶体管漏极，其公共端接电流母线另一端；第一绝缘栅双极晶体管漏极与第三绝缘栅双极晶体管漏极相连接，其公共端接整流滤波电路一输出端；第二绝缘栅双极晶体管源极与第四绝缘栅双极晶体管源极相连接，其公共端接整流滤波电路另一输出端。上述驱动电路包括第一驱动模块和第二驱动模块；第一驱动模块连接驱动第一绝缘栅双极晶体管和第二绝缘栅双极晶体管；第二驱动模块连接驱动第三绝缘栅双极晶体管和第四绝缘栅双极晶体管。上述三角波电流控制电路包括第一比较器、第二比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；第一电阻和第三电阻串联，其公共端接第一比较器第一输入端，第一电阻另一端接检测电路输出端，第三电阻另一端接地；第二电阻和第四电阻串联，其公共端接第一比较器第二输入端，第二电阻另一端接地，第四电阻另一端接第一比较器输出端；第一比较器输出端接第一驱动模块输入端和第二比较器第一输入端；第二比较器第二输入端接接地；第二比较器输出端接第二驱动模块输入端。本技术巧妙地利用了电感所固有的伏安特性形成三角波电流输出，使控制电路简单、可靠。上述检测电路采用的是电流传感器。上述电流母线采用的是单芯高压电缆。本技术具有隔离度高、隔离分布电容小、造价低和体积小等优点；本技术的电流源波形为三角波，谐波含有量低于12%，比现有的谐振式正弦波电流源谐波含有量略高，但其中三次谐波含有量约11%，七次以上高次谐波几乎没有，故电磁干扰很小；本技术还具有损耗小、效率高、控制简单和可靠性高等优点；本技术电流母线穿过隔离电流互感器，隔离电流互感器可安装在电流母线所走过的任意位置，隔离电流互感器和输出电源模块的数量根据电力电子装置(电力电子装置包括多个电力电子器件。)所需隔离电源数量配置，使得输出电源模块配置灵活。以下结合附图和具体实施方式来详细说明本技术；附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术的主回路电路图；图3为本技术的三角波电流控制电路、驱动电路的电路图；图4为本技术的桥式变换电路驱动波形图(第一绝缘栅双极晶体管和第四绝缘栅双极晶体管)；图5为本技术的桥式变换电路驱动波形图(第二绝缘栅双极晶体管和第三绝缘栅双极晶体管)；图6为本技术的交流三角波电流源产生电路输出的电流波形图。具体实施方式为使本技术实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本技术。 参见图1，本技术包括交流三角波电流源产生电路、一根电流母线、至少设有一个(其数量与电力电子装置所需隔离电源数量相同)隔离电流互感器、和与对应的隔离电流互感器二次侧相连接的输出电源模块。电流母线与隔离电流互感器间磁耦合。将电力电子器件与对应的输出电源模块电连接，电力电子器件间相互连接，本技术作为电力电子器件的驱动电源。交流三角波电流源产生电路包括AC220V电源、辅助电源(士 12V)、用于将电流转换为电压信号的检测电路LTl、与检测电路LTl输出端相连接的三角波电流控制电路、与三角波电流控制电路输出端相连接的驱动电路、与驱动电路输出端相连接的桥式变换电路和设置在桥式变换电路输入端的整流滤波电路。AC220V电源与整流滤波电路及辅助电源相连接；驱动电路、三角波电流控制电路和检测电路LTl均通过辅助电源供电。电流母线贯穿隔离电流互感器并与检测电路LTl及桥式变换电路形成闭合回路。本技术通过交流三角波电流源产生电路将AC220V电源(其他电压等级也可以)变换为高频(20KHz以上)的交流三角波电流源；该交流三角波电流源通过电流母线穿过隔离电流互感器，隔离电流互感器二次侧经输出电源模块将电流源转化为稳压的电压源，即可得到高隔离度、隔离分布电容小、低电磁干扰、高可靠性、造价低和体积小的驱动电源。参见图2，整流滤波电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第一电容器Cl。AC220V电源经第一二极管Dl、第二二极管D2、第三二极管 D3和第四二极管D4组成的全桥整流、电容器Cl滤波得到约300V的直流电压V+。桥式变换电路包括第一绝缘栅双极晶体管Q1A、第二绝缘栅双极晶体管Q1B、第三绝缘栅双极晶体管QIC、第四绝缘栅双极晶体管QlD和电感L ；第一绝缘栅双极晶体管QlA 源极E接第二绝缘栅双极晶体管QlB漏极C，其公共端接电感L 一端，电感L另一端接电流母线一端；第三绝缘栅双极晶体管QlC源极E接第四绝缘栅双极晶体管QlD漏极C，其公共端接电流母线另一端；第一绝缘栅双极晶体管QlA漏极C与第三绝缘栅双极晶体管QlC漏极C相连接，其公共端接整流本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高压隔离分布式驱动电源，其特征在于，包括交流三角波电流源产生电路、电流母线、至少设有一个隔离电流互感器和与对应的隔离电流互感器二次侧相连接的输出电源模块；所述交流三角波电流源产生电路包括用于将电流转换为电压信号的检测电路、与检测电路输出端相连接的三角波电流控制电路、与三角波电流控制电路输出端相连接的驱动电路、与驱动电路输出端相连接的桥式变换电路和设置在桥式变换电路输入端的整流滤波电路；所述电流母线贯穿隔离电流互感器并与检测电路及桥式变换电路形成闭合回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：狄清，杨阿齐，
申请(专利权)人：溧阳市恒通电源系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32