专利名称：直流屏直流母线无极调压稳压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统二次设备领域，特别涉及适用于电力直流电源系统的直流屏直流母线无极调压稳压装置
背景技术：
直流屏是电力系统二次设备之一，它为高压开关在正常运行和事故状态下的分合闸、继电保护、自动控制、事故照明等提供直流电源。直流屏的可靠性是其他电源装置不可替代的，它能满足变电站和发电厂这些场合对电源的高可靠性要求。直流屏系统由交流配电部分、整流部分、直流馈电部分、监控部分组成。其中交流配电部分主要由交流配电单元组成。整流部分由充电/整流模块和隔离二极管组成。直流馈电部分由降压装置、绝缘监测、合间分路和控制分路组成，监控部分由监控模块和配电监控组成。直流屏广泛应用于变电站、水力、发电厂、冶金、石化、矿山、铁路系统、通讯系统等使用直流设备的各行各业。在变电站和配电所里面，提供给断路器合闸的电源叫合闸电源，合闸电源由直流屏提供，直流屏连接到各断路器的合闸电源线路称为合闸母线。在变电站和配电所里面，提供给控制断路器分、合闸的电源叫控制电源，控制电源由直流屏提供，直流屏连接到各断路器控制屏的控制电源线路称为控制母线，控制母线的负载是目前直流系统的主要负载。降压硅链是串接在合闸母线与控制母线之间，通过手/自动选择降压的级数来改变其电压降，从而保证控母电压调节在额定范围内的装置。降压装置目前都是采用降压硅链(由多个二极管串接而成)，其明显不足在于(1)电压步长变化明显；(2)降压硅链中的二极管若发生断路，控制母线负载全部失电，后果严重；(3)降压硅链中的二极管若发生短路，控制母线电压不稳；(4)硅链是一种高能耗器件，能耗浪费大。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供一种直流屏直流母线无极调压稳压装置，具有更高的调压精度、更快的响应速度、更大的调节范围和更高的可靠性，并且体积小、外壳绝缘、 接线简单，维修方便。本实用新型的技术方案如下—种直流屏直流母线无极调压稳压装置，包括顺序连接的直流输入电路、滤波电路、VMOS开关管电路、高频滤波电路、直流输出电路、电压电流反馈电路以及PWM控制电路； 所述PWM控制电路的输出连接VMOS开关管电路；滤波电路经过辅助电源连接所述PWM控制电路。本实用新型的有益技术效果是本实用新型用于直流屏中，是用微处理器和软开关技术实现的。本实用新型内部设有输出电压上、下越限监测告警，母线输出电压值，上、下越限整定值、限流保护值可调节。采用高频斩波稳压器与硅链并联的方式来稳压，正常工作时，调整使斩波稳压器输出电压高于硅链输出电压广2V，使长期负荷通过高效节能的斩波稳压器输出，一旦斩波稳压器故障，则由硅链取代其输出，实现无谷 点切换供电，来达到热备份的效果；同样后备硅链出现了断硅，则由斩波稳压器实现自动无级调压，从而达到了双备份。与普通降压硅链相比， 具有更高的调压精度、更快的响应速度、更大的调节范围和更高的可靠性，并且体积小、夕卜壳绝缘、接线简单，维修方便，其可靠性和综合技术性能指标均优于降压硅链，是目前新一代电力直流系统理想的母线调压稳压器件，适合直流屏生产厂家组屏配套。
图1是本实用新型的组成框图。图2是本实用新型PWM控制电路的原理图。图3是本实用新型PWM控制电路的直流输出电压波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步说明。本实用新型的结构组成如图1所示。本实用新型由直流输入部分、滤波电路、VMOS 开关管电路、高频滤波电路、辅助电源、PWM控制电路、电压电流反馈线路和直流输出部分构成。直流输入电路、滤波电路、VMOS开关管电路、高频滤波电路、直流输出电路、电压电流反馈电路以及PWM控制电路顺序连接。PWM控制电路的输出连接VMOS开关管电路。滤波电路经过辅助电源连接PWM控制电路。其核心是PWM控制电路。PWM控制电路的实现原理如图2所示。如图2所示为调压稳压装置PWM控制电路的基本电路图，利用功率组件对固定电压之电源做适当的切割以达成负载端电压改变的目的。若其输出电压Vo较输入之电源电压Vs低，则称为降压式直流调压稳压装置，若其输出电压Vo较输入之电源电压Vs高，则称为升压式直流调压稳压装置。图3所示为直流输出电压波形，可看出当调压稳压装置PWM控制电路导通(Ton) 时，直流输出端的电压Vo等于电源电压Vs，当调压稳压装置PWM控制电路截至(Toff)时， 直流输出端的电压Vo等于电源电压为0，如此适当的通过PWM控制电路可使直流电源断续的出现在输出端，只要控制调压稳压装置的导通时间，即可改变直流输出的平均电压。由图 3可看出，输出电压之峰值等于电源电压Ns’而输出电压之平均值Vd随Ton (导通)之时间而变。其工作实现方式有两种一是脉宽调制方式，周期T不变，改变导通时间Ton (通用， Ton为开关每次接通的时间)；二是频率调制方式，导通时间Ton不变，改变周期T (易产生干扰)。本实用新型是通过对周期T固定，导通时间Ton改变，实现脉波宽度调变(PWM)。采用脉波宽度调变的优势在于在实际的工程应用中，因直流母线无极调压稳压装置常需在负载端接上滤波电感及滤波电容，可以避免通过频率改变过大对电感及电容的影响。其开关频率为20(T300kHz，整个电路效率提高到90%。用直流母线无极调压稳压装置可节约电能 2(Γ30%。直流母线无极调压稳压装置不仅能起调压的作用(开关电源)，同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1. 一种直流屏直流母线无极调压稳压装置，其特征在于包括顺序连接的直流输入电路、滤波电路、VMOS开关管电路、高频滤波电路、直流输出电路、电压电流反馈电路以及PWM 控制电路；所述PWM控制电路的输出连接VMOS开关管电路；滤波电路经过辅助电源连接所述PWM控制电路。
专利摘要本实用新型公开一种直流屏直流母线无极调压稳压装置，包括顺序连接的直流输入电路、滤波电路、VMOS开关管电路、高频滤波电路、直流输出电路、电压电流反馈电路以及PWM控制电路；所述PWM控制电路的输出连接VMOS开关管电路；滤波电路经过辅助电源连接所述PWM控制电路。本实用新型具有更高的调压精度、更快的响应速度、更大的调节范围和更高的可靠性，并且体积小、外壳绝缘、接线简单，维修方便。
文档编号H02J9/06GK202084925SQ20112017899
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者包健, 吴新 申请人:无锡斯达四方电气有限公司