专利名称：一种高压变频器功率单元电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压变频器电路技术，具体为一种高压变频器功率单元电路。
背景技术：
目前变频器作为电机调速装置使用日益广泛，但是现有的高压变频器功率单元的电路比较复杂，且逆变电路多采用全桥结构，含有多个开关管，容易出现上下管同时导通，造成开关管烧损，影响高压变频器的可靠性和使用寿命。现有的高压变频器功率单元没有专用的通讯模块，与高压变频器的总控制单元联机控制不便。另外已有的功率单元电路体积庞大，成本高，使高压变频器产品的体积和成本无法减少。
实用新型内容本实用新型的目的在于设计一种高压变频器功率单元电路，其采用半桥拓扑逆变电路代替全桥拓扑逆变电路，减少开关管数量，简化电路，降低成本。本实用新型一种高压变频器功率单元电路设计方案如下:包括输出脉宽调制(PWM)驱动信号的控制单元、驱动信号隔离放大电路、控制单元供电电路、过压保护电路、过流保护电路、三相整流滤波电路和拓扑逆变电路，控制单元供电电路接入控制单元，为控制单元提供必要的正负直流供电电压，过压保护电路和过流保护电路连接控制单元，过压保护电路和过流保护电路采集本电路输出电压和输出电流值，并与参考值进行比较后将保护状态输出至控制单元；控制单元接收高压变频器总控制单元的控制命令和数据、按其输出PWM驱动信号，并且将本功率单元电路状态返回至高压变频器总控制单元，控制单元同时对过压保护电路和过流保护电路的信号进行识别判定，当过压或过流时关闭PWM驱动信号的输出，控制单元输出的驱动信号接入驱动信号隔离放大电路，对驱动信号进行隔离放大。三相交流电压输入电接入三相整流滤波电路，经整流滤波处理后输出直流电压。本设计中拓扑逆变电路为半桥拓扑逆变电路。驱动信号隔离放大电路的输出和三相整流滤波电路输出的直流电压接入半桥拓扑逆变电路，半桥拓扑逆变电路输出高频电压。半桥拓扑逆变电路接收经三相整流滤波电路变换处理后的直流电压和经驱动信号隔离放大电路隔离放大后的PWM驱动信号，把直流电压逆变成高频电压输出，其输出的高频电压的频率与控制单元输出的PWM驱动信号的频率相同。本电路还设计有半桥开关管吸收电路与半桥拓扑逆变电路连接，对半桥拓扑逆变电路中的上下两个半桥的开关管的导通、关断临界状态的尖峰电压进行吸收处理，保护开关管，避免开关管被尖峰电压击穿损坏。本电路的控制单元连接通讯模块，以与高压变频器总控制单元联机通讯。通讯模块上的通讯接口为RS422接口、RS485接口、光纤通讯接口和无线通讯接口中的一种或多种，方便高压变频器的总控制单元与本电路联机，该通讯模块实现高压变频器总控制单元与本功率单元电路之间的控制命令和数据的收发。与现有技术相比，本实用新型高压变频器功率单元电路的优点为:1、半桥拓扑逆变电路代替全桥拓扑逆变电路，不存在全桥结构容易出现的上下管同时导通，开关管损坏的问题，抗不平衡能力强，驱动电路简单，同时减少开关管数量，简化电路，降低成本；2、配有开关管吸收电路，对开关管开通、关断瞬间的尖峰电压进行吸收处理，保护开关管不被损坏，也使高频输出电压波形更加平稳；3、配有带多种接口的通讯模块，可选择性高，方便与变频器总控制单元联机通讯；4、本电路的信号隔离放大驱动电路本身有隔离放大和输出保护的功能，对驱动信号的隔离放大比较平稳，而且拓扑逆变电路的开关管部分一旦有异常，可及时关断驱动信号的输出，保护开关管；5、本电路各部分集成为一体，外部接口少，只有三相交流电压的输入端口、高频电压输出端口和通讯接口，方便使用。
图1为本高压变频器功率单元电路实施例结构框图。
具体实施方式
本高压变频器功率单元电路实施例的结构如图1所示，控制单元供电电路接入控制单元，过压保护电路和过流保护电路的输出也接入控制单元，控制单元还连接通讯模块，本例通讯模块的通讯接口为RS485接口和光纤接口。控制单元的输出端接驱动信号隔离放大电路，驱动信号隔离放大电路的输出接入半桥拓扑逆变电路。三相交流电压输入电接入三相整流滤波电路，三相整流滤波电路的输出电接入半桥拓扑逆变电路，半桥开关管吸收电路与半桥拓扑逆变电路连接，半桥拓扑逆变电路的输出为本功率单元电路的高频电压输出。本实施例已用于一台6KV/400KW高压变频器，工作正常。上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种高压变频器功率单元电路，包括输出脉宽调制驱动信号的控制单元、驱动信号隔离放大电路、控制单元供电电路、过压保护电路、过流保护电路、三相整流滤波电路和拓扑逆变电路，控制单元供电电路接入控制单元，过压保护电路和过流保护电路连接控制单元，控制单元输出的驱动信号接入驱动信号隔离放大电路，三相交流电压输入电接入三相整流滤波电路；其特征在于: 所述拓扑逆变电路为半桥拓扑逆变电路；驱动信号隔离放大电路的输出和三相整流滤波电路输出的直流电压接入半桥拓扑逆变电路，半桥拓扑逆变电路输出高频电压。
2.根据权利要求1所述的高压变频器功率单元电路，其特征在于: 半桥开关管吸收电路连接所述半桥拓扑逆变电路。
3.根据权利要求1或2所述的高压变频器功率单元电路，其特征在于: 所述控制单元连接通讯模块。
4.根据权利要求3所述的高压变频器功率单元电路，其特征在于: 所述通讯模块上的通讯接口为RS422接口、RS485接口、光纤通讯接口和无线通讯接口中的一种或多种。
专利摘要本实用新型为一种高压变频器功率单元电路，控制单元供电电路接入控制单元，过压、过流保护电路接入控制单元，控制单元按高压变频器总控制单元的控制命令输出PWM驱动信号，控制单元同时对过压、过流保护电路的信号识别，当过压或过流时关闭PWM驱动信号的输出，控制单元的驱动信号经驱动信号隔离放大电路接入半桥拓扑逆变电路。三相交流电压输入三相整流滤波电路，其输出的直流电压接入半桥拓扑逆变电路，半桥拓扑逆变电路输出高频电压。半桥开关管吸收电路与半桥拓扑逆变电路连接，吸收处理尖峰电压，保护开关管。有多种通讯接口通讯模块连接控制单元，以与高压变频器总控制单元联机通讯。本电路开关管受到保护，且电路简化，方便使用。
文档编号H02M5/458GK203027152SQ201220722148
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者石宗甜, 郑汉明, 郑林 申请人:桂林电器科学研究院