一种有源电力滤波器的过电流保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型为一种有源电力滤波器的过电流保护电路。包括第一比较器、第二比较器、三相电流信号分别接二极管D1、二极管D3、二极管D5的阳极和二极管D2、二极管D4、二极管D6的阴极，二极管D1、二极管D3与二极管D5的阳极通过一电阻R5与第一比较器反相输入端连接；二极管D2、二极管D4、二极管D6的阴极通过一反相器与第二比较器的反相输入端连接；第一比较器与第二比较器的同向输入端同时连接有一电位器，通过电位器调节基准电压；第一比较器与第二比较器的输出端连接一上位电阻和信号输出电阻，通过上位电阻拉到+5V电压，并经信号输出电阻输出信号。通过本实用新型实现当电流过冲达到预设标准上限时，实现关闭相关设备，以保护相关设施。
【专利说明】—种有源电力滤波器的过电流保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电流采样/保护电路【技术领域】，特别是涉及一种适用有源电力滤波器的过电流保护电路。
【背景技术】
[0002]过电流保护电路能实现当电流过冲达到预设标准上限时，实现关闭相关设备，以保护相关设施等目的，在电力电子领域有着广泛应用。
[0003]随着工业自动化水平的提高，各行各业广泛使用整流器、变频器等大功率电力电子器件，产生大量高次谐波的电压电流注入电网，使电网电压、电流波形畸变、电能质量恶化，为治理电网谐波，纯净电能质量，有源电力滤波器(APF)可以克服无源滤波器等传统的谐波抑制方法的缺点，以其卓越的滤波性能受到广泛关注。
[0004]对于单个PWM变流器的有源电力滤波器主电路，根据其直流侧储能元件的不同，又可分为电压型主电路、电流型主电路。
[0005]电流型PWM变流器型主电路，直流侧接有大电感，在正常工作时，其电流基本保持不变，可看作电流源。它的一个优点是，不会由于主电路开关器件的直通而发生短路故障。但是，电流型PWM变流器直流侧大电感上始终有电流流过，该电流将在大电感的内阻上产生较大的损耗，因此目前使用较少。
[0006]电压型PWM变流器型主电路，直流侧接有大电容，在正常工作时，其电压基本保持不变，可看作电压源。与电流型PWM变流器相比，电压型PWM变流器的优点是，不会产生较大的损耗。但是，当主电路开关器件直通时，会发生短路故障。因此，需要采取一定的保护措施，防止开关器件的损坏、直通。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种有源电力滤波器的过电流保护电路，解决电压型PWM变流器型主电路的有源电力滤波器在实际应用中的过电流、短路隐患。
[0008]本实用新型是这样实现的，该电路包括第一比较器、第二比较器、三相电流信号分别接二极管D1、二极管D3、二极管D5的阳极和二极管D2、二极管D4、二极管D6的阴极构成三相整流桥，二极管D1、二极管D3与二极管D5的阳极通过一电阻R5与第一比较器反相输入端连接；二极管D2、二极管D4、二极管D6的阴极通过一反相器与第二比较器的反相输入端连接；第一比较器与第二比较器的同向输入端同时连接有一电位器，通过电位器调节基准电压；第一比较器与第二比较器的输出端连接一上位电阻和信号输出电阻，通过上位电阻拉到+5V基准电压,并经信号输出电阻输出信号。
[0009]进一步地，所述第一比较器的同相输入端和反相输入端之间连接有反相并联的二极管D7和二极管D8，组成第一比较器的嵌位保护电路。
[0010]进一步地，所述第一比较器的同相输入端连接有电阻R6与电容C2的并联结构，电阻R6与电容C2的另一连接端接地，组成两组低通滤波器以滤除高频干扰信号。[0011]进一步地，所述第二比较器的同相输入端和反相输入端之间连接有反相并联的二极管D9和二极管D10，组成第二比较器的嵌位保护电路。
[0012]进一步地，所述第二比较器的同相输入端连接有电阻R7与电容C4的并联结构，电阻R7与电容C4的另一连接端接地，组成两组低通滤波器以滤除高频干扰信号。
[0013]进一步地，所述反相器由第一运算放大器、电阻R2、电阻R3组成，第一运算放大器的同相输入端经电阻R3接地，第一运算放大器的输出端通过电阻R2与第一运算放大器的反相输入端相连，并通过电阻R4接入第二比较器的反相输入端。
[0014]进一步地,所述电位器的输出端的输出电压通过一第二运算放大器的信号放大输出至第一比较器。
[0015]本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:本实用新型通过过电流保护电路能实现当电流过冲达到预设标准上限时，实现关闭相关设备，以保护相关设施，本实用新型电路结构简单，控制与操作简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例提供的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]如图1所示，该电路包括第一比较器IC2A、第二比较器IC2B、三相电流信号la、lb、ic分别接二极管D1、二极管D3、二极管D5的阳极和二极管D2、二极管D4、二极管D6的阴极构成三相整流桥，二极管D1、二极管D3与二极管D5的阳极通过一电阻R5与第一比较器IC2A反相输入端连接；二极管D2、二极管D4、二极管D6的阴极通过一反相器与第二比较器IC2B的反相输入端连接；第一比较器IC2A与第二比较器IC2B的同向输入端同时连接有一电位器P1，通过电位器Pl调节基准电压，电位器Pl的输出端的输出电压通过第二运算放大器IClA的信号放大输出至第一比较器IC2A，第二运算放大器IClA的同相输入端通过电容Cl接地。
[0019]第一比较器IC2A与第二比较器IC2B的输出端连接一上位电阻R8和信号输出电阻R9，通过上位电阻R8拉到+5V基准电压，并经信号输出电阻R9输出信号。
[0020]第一比较器IC2A的同相输入端和反相输入端之间连接有反相并联的二极管D7和二极管D8，组成第一比较器IC2A的嵌位保护电路。
[0021]第一比较器IC2A的同相输入端连接有电阻R6与电容C2的并联结构，电阻R6与电容C2的另一连接端接地，组成两组低通滤波器以滤除高频干扰信号。
[0022]第二比较器IC2B的同相输入端和反相输入端之间连接有反相并联的二极管D9和二极管D10，组成第二比较器IC2B的嵌位保护电路。
[0023]第二比较器IC2B的同相输入端连接有电阻R7与电容C4的并联结构，电阻R7与电容C4的另一连接端接地，组成两组低通滤波器以滤除高频干扰信号。
[0024]反相器由第一运算放大器IC1B、电阻R2、电阻R3组成，第一三运算放大器IClB的同相输入端经电阻R3接地，第一运算放大器IClB的输出端通过电阻R2与第一运算放大器IClB的反相输入端相连，并通过电阻R4接入第二比较器IC2B的反相输入端。
[0025]本实用新型的工作原理如下所示:
[0026]第二运算放大器IClA和第一运算放大器IC1B，第一比较器IC2A和第二比较器IC2B为比较器。由电位器Pl的滑动端子可以取得O?15V之间的正电压，IClA为电压跟随器，调节电位器PlPl可以确定过电流的基准值。其工作原理为:以A相为例，当ia>0时，ia经二极管D1、电阻R5加于第一比较器IC2A的反相输入端，并与第一比较器IC2A的同相输入端的正电位(经调节的电流基准值)比较，正常工作时，ia小于第一比较器IC2A的同相输入端的正电位，故第一比较器IC2A输出为高电平。当电路出现过电流时，即ia大于第一比较器IC2A的同相极输入端的正电位时,第一比较器IC2A输出为低电平,与其他保护输出信号一起构成保护输出，发出闭锁信号。再经驱动电路关断所有的IGBT。当ia < O时，ia经二极管D2、电阻Rl，再经反相器将该信号变为正电平，经电阻R4加于第二比较器IC2B的反相输入端，同样与第二比较器IC2B的同相输入端的正电位(经调节的电流基准值)比较，以决定第二比较器IC2B输出为高电平还是低电平。二极管D7和二极管D8、二极管D9和二极管DlO分别组成嵌位保护电路，电阻R6和电容C2、电阻R7和电容C4分别组成两组低通滤波器以滤除高频干扰信号，上位电阻R8将输出电压上位至+5V大小，过电流保护信号经电阻R9输出。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种有源电力滤波器的过电流保护电路，其特征在于，该电路包括第一比较器、第二比较器、三相电流信号分别接二极管D1、二极管D3、二极管D5的阳极和二极管D2、二极管D4、二极管D6的阴极构成三相整流桥，二极管D1、二极管D3与二极管D5的阳极通过一电阻R5与第一比较器反相输入端连接；二极管D2、二极管D4、二极管D6的阴极通过一反相器与第二比较器的反相输入端连接；第一比较器与第二比较器的同向输入端同时连接有一电位器，通过电位器调节基准电压；第一比较器与第二比较器的输出端连接一上位电阻和信号输出电阻，通过上位电阻拉到+5V基准电压，并经信号输出电阻输出信号。
2.如权利要求1所述的有源电力滤波器的过电流保护电路，其特征在于，所述第一比较器的同相输入端和反相输入端之间连接有反相并联的二极管D7和二极管D8，组成第一比较器的嵌位保护电路。
3.如权利要求1或2所述的有源电力滤波器的过电流保护电路，其特征在于，所述第一比较器的同相输入端连接有电阻R6与电容C2的并联结构，电阻R6与电容C2的另一连接端接地，组成两组低通滤波器以滤除高频干扰信号。
4.如权利要求1所述的有源电力滤波器的过电流保护电路，其特征在于，所述第二比较器的同相输入端和反相输入端之间连接有反相并联的二极管D9和二极管D10，组成第二比较器的嵌位保护电路。
5.如权利要求1或4所述的有源电力滤波器的过电流保护电路，其特征在于，所述第二比较器的同相输入端连接有电阻R7与电容C4的并联结构，电阻R7与电容C4的另一连接端接地，组成两组低通滤波器以滤除高频干扰信号。
6.如权利要求1所述的有源电力滤波器的过电流保护电路，其特征在于，所述反相器由第一运算放大器、电阻R2、电阻R3组成，第一运算放大器的同相输入端经电阻R3接地，第一运算放大器的输出端通过电阻R2与第一运算放大器的反相输入端相连，并通过电阻R4接入第二比较器的反相输入端。
7.如权利要求1所述的有源电力滤波器的过电流保护电路，其特征在于，所述电位器的输出端的输出电压通过一第二运算放大器的信号放大输出至第一比较器。
【文档编号】H02H3/08GK203690879SQ201320835452
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】潘晓东, 程祥, 张禹科, 徐天明 申请人:辽宁东盛安信电能控制技术有限公司