一种有源滤波器直流母线放电电路的制作方法

本发明涉及有源滤波器电路技术领域，具体涉及一种有源滤波器直流母线放电电路。

背景技术：

在电网中，APF有源滤波器极其相关产品电能质量治理受到越来越多的重视和应用。要对电网进行电能质量治理就必需要能量缓存装置，因此APF有源滤波器需要高压直流母线缓冲储能，一般采用大的电解电容，电容电压约为780V直流。出于对设备的可维护性，通常要用几个几百千欧姆的功率电阻并到直流母线上进行放电，同时这个放电电阻功率不能太大，否则机器正常工作时会有很大的能量消耗。这样的结果是机器在停电后需要等2-3个小时，其直流母线才能放到人身安全电压，这造成对设备进行调试、维护有很大困难，同时对人身安全也是个重大隐患。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明目的在于提供一种有源滤波器直流母线放电电路，现有技术直接增大放电电阻功率会存在设备功耗显著增加，并且无法自适应地快速完成储能部件放电等技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种有源滤波器直流母线放电电路，包括

放电功率开关电路，与功率放电电阻串联，共同构成有源滤波器上直流母线的并联回路；

自适应开关电路，由直流母线的电压值选通放电功率开关电路。功率放电电阻选用大功率电阻，其功率约为100瓦特。

上述方案中，还包括辅助电源电路，由直流母线的电压值输出一选通信号至自适应开关电路，自适应开关电路由该选通信号控制放电功率开关电路导通或截止。

上述方案中，所述的自适应开关电路，包括

电容，由选通信号充电；

第一稳压二极管，其阴极连接电容的正端；

开关三极管，由第一稳压二极管的阳极电压控制其导通或截止，且其集电极和发射极分别连接到放电功率开关的控制门极和发射极。

上述方案中，所述的放电功率开关电路，包括

放电功率开关，其集电极连接功率放电电阻；

第二稳压二极管，其阴极连接放电功率开关的栅极且阳极与放电功率开关的发射极均连接至同一电位点。

所述电容由持续的选通信号充电致第二稳压二极管反向击穿，第二稳压二极管的反向输出电压致开关三极管导通，开关三极管的集电极和发射极短接放电功率开关电路，从而放电功率开关电路关闭放电；选通信号停止后，当所述电容正端电压低于第二稳压二极管反向击穿电压时，第二稳压二极管反向截止，开关三极管随之截止，致短接失效，从而放电功率开关电路进行放电。

上述方案中，所述的辅助电源电路，包括反激式开关电源。

一种有源滤波器直流母线放电方法，包括如下步骤，

步骤1、在有源滤波器上直流母线的功率放电回路中设置一开关电路；

步骤2、根据直流母线的电压值控制开关电路的导通或断开，并由该导通或断开的开关电路，控制功率放电回路对直流母线进行放电或停止放电。

上述方法中，所述的步骤1，包括如下步骤，

步骤1.1、将开关电路与功率放电回路中的功率放电电阻串联；

步骤1.2、再将串联的开关电路和功率放电电阻一起并联至直流母线。

上述方法中，所述的步骤2，包括如下步骤，

步骤2.1、设置一自适应开关电路受控于直流母线的电压；

步骤2.2、根据直流母线的电压值，通过自适应开关电路控制开关电路的导通或断开；

步骤2.3、由导通或断开的开关电路，控制功率放电回路对直流母线进行放电或停止放电。

上述方法中，所述的步骤2.1，通过辅助电源电路接收直流母线的电压并由其输出选通信号至自适应开关电路。

上述方法中，所述的步骤2.2，根据选通信号，通过自适应开关电路控制开关电路的导通或断开。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、在不影响正常运行功耗的情况下，实现了APF直流母线在关机后快速放电；

2、本发明在停机1分钟左右即可实现高压直流母线放电至36V以下，显著降低了直流母线对人身安全的威胁，现有技术一般需要2-3个小时才能放电到人身安全电压；

3、本发明电路简单且效果良好，特别适用有源滤波器谐波补偿设备，极大地方便了对设备的调试、维护。

附图说明

图1为本发明在自适应禁止放电时电路原理图；

图2为本发明在自适应放电工作时电路原理图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本发明做进一步说明：

实施例1

本发明电路涉及五个部分，参见前面的附图1、2。第一部分是780V高压储能直流母线，包括电解电容C1、C2..C28；第二部分是接到高压直流母线侧的辅助电源部分，包括直流高压接口和低压电源输出接口；第三部分是自适应状态检测和驱动电路，包三极管Q2、二极管D1、稳压管Z2、电阻R2、R3、R4、R5和电容C29；第四部分是放电功率开关，包括功率管Q1和栅极保护管Z1；第五部分是功率功率放电电阻。

在机器正常通电时，直流母线电压Vbus维持在780VDC，辅助电源能正常工作，辅助电源输出的其中一路通过二极管D1对电容C29、电阻R4充电产生电压V1，V1电压高于稳压管Z2导通电压，并通过限流电阻R3使Q2导通，Q2集电极将放电功率开关Q1的栅极电压拉到0，所以放电功率开关Q1被关断，功率放电电阻停止工作、不消耗功率，请参见图1。

当机器断电时，直流母线电压Vbus没有了能量充电来源、只能先通过辅助电源放电，直流母线电压Vbus开始下降，当直流母线电压Vbus放电到500VDC以下时，辅助电源停止工作，此时二极管D1对电容C29、电阻R4充电电流消失、很快V1电压也快速下降并到0，稳压管Z2关闭，三极管Q2的基极电流消失，于是三极管Q2关断，直流母线的正端通过电阻R2和栅极保护管稳压Z1将放电功率开关Q1的栅极电压拉到12V，所以功率开关Q1导通，功率放电电阻开始工作，在短时间(60秒)内把直流母线电压放到人身的安全电压范围36V以下，请参见图2。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。