一种大功率变频器用均压直流电容系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变频器技术领域，尤其涉及一种大功率变频器用均压直流电容系统。
【背景技术】
[0002]变频器中使用了大量的直流电容，尤其是高压变频器，目前主流的变频器仍然在使用电解电容串并联的方式实现，因为电解电容参数存在偏差，可能引发电容均压的问题，即部分电容电压偏高，部分电容电压偏低，在极端情况下可能引发电压偏高电容的失效。普通变频器至少有2组电容串联，而高压变频器则需要3-4组电容串联，因此均压的问题比较突出。
[0003]变频器中一般使用均压电阻解决这个问题，为了在不同环境温度下都能够起到足够的均压效果，均压电阻的阻值取得比较小，使流过电阻的电流远超过电解电容的最大漏电流。但这样一来，均压电阻的功耗就比较大，一个高压变频器的单元的所有阻尼电阻的总功耗可能在100W左右，整台变频器的总损耗中，阻尼电阻损耗占了重要的一部分。使得单元结构设计上必须考虑其散热、绝缘问题，提高了复杂度。
[0004]阻尼电阻起到的均压作用仅仅是静态的均压，而高压变频器工作时，电容流过很强的纹波成分，所以电容的动态均压也很关键。对于高强度的纹波成分，几十毫安级别的均压电阻起不到任何作用。
【发明内容】
[0005]鉴于目前电容均压存在的上述不足，本发明提供一种大功率变频器用均压直流电容系统，结构简单、发热量小、电容均压可靠稳定、可及时调节电容电压保持各电容间电压平衡。
[0006]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
一种大功率变频器用均压直流电容系统，所述大功率变频器用均压直流电容系统包括第一电容器Cl、第二电容器C2、第一升压变换器、第二升压变换器、第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、信号控制器，所述第一电容器Cl与第一升压变换器并联，所述第二电容器C2与第二升压变换器并联，所述第一电容器Cl与第一米样电阻Rl并联、所述第二电容器C2与第二采样电阻R2并联，所述第一电容器Cl与第二电容器C2串联，所述第一采样电阻Rl与第二采样电阻R2串联，所述第一采样电阻RU第二采样电阻R2分别与信号控制器相连接，所述第一升压变换器、第二升压变换器分别与信号控制器相连接，所述第一升压变换器与第二升压变换器连接。
[0007]依照本发明的一个方面，所述第一升压变换器包括脉冲宽度调制器U1、主开关管Q1、电流检测电阻R3、升压变压器Tl、整流二极管D1、整流二极管D3，所述主开关管Q1、电流检测电阻R3分别与脉冲宽度调制器Ul相连接，所述主开关管Ql与电流检测电阻R3连接，所述主开关管Ql与升压变压器Tl连接，所述整流二极管D1、整流二极管D3分别与升压变压器Tl相连接，所述整流二极管D3与主开关管Ql连接。
[0008]依照本发明的一个方面，所述第二升压变换器包括脉冲宽度调制器U2、主开关管Q2、电流检测电阻R4、升压变压器T2、整流二极管D2、整流二极管D4，所述主开关管Q2、电流检测电阻R4分别与脉冲宽度调制器U2相连接，所述主开关管Q2与电流检测电阻R4连接，所述主开关管Q2与升压变压器T2连接，所述整流二极管D2、整流二极管D4分别与升压变压器T2相连接，所述整流二极管D4与主开关管Ql连接，所述整流二极管D2与整流二极管Dl连接。
[0009]依照本发明的一个方面，所述信号控制器包括光親Q3与光親Q4，所述第一米样电阻R1、脉冲宽度调制器Ul分别与光耦Q4相连接，所述第二采样电阻R2、脉冲宽度调制器U2分别与光親Q3相连接，所述第一电容器Cl、第一米样电阻Rl分别与光親Q4相连接，所述第一电容器C2、第一米样电阻R2分别与光親Q3相连接。
[0010]本发明实施的优点:通过在电解电容上并联升压变换器，采样电阻R1、采样电阻R2用于采样电容Cl、电容C2之间的电压差异，当Cl电压高于C2电容时，采样电阻R1、采样电阻R2连接的位置的电压必定高于电容Cl、电容C2连接的位置，于是光耦Q4发光而Q3熄灭，进而通过光親Q3使括脉冲宽度调制器U2减小占空比，而通过光親Q4使括脉冲宽度调制器Ul增加占空比，主开关管Ql因为占空比增大而加强了从Cl抽取电流，主开关管Q2减小了占空比，降低了从C2抽取电流，最终C2电压上升而Cl电压下降，反之亦然。当电容的电压偏高时，就增大升压变换器的转换功率，使电容的电压趋于降低；反之则降低升压变换器的转换功率，使电容的电压趋于升高，升压变换器的转换效率在85%以上，产生100W的等效均压效果，其损耗仅仅15W，且电容达到均压状态后，基本不需要升压变换器持续工作，只需要间歇性的进行调整，因此升压变换器的损耗非常小，几乎不需要考虑其散热问题，对于动态均压的需求，只需要升压变换器瞬时提供较大的功率，其比电阻均压更为灵活、高效，上述结构的大功率变频器用均压直流电容系统，结构简单、发热量小、电容均压可靠稳定、可及时调节各电容电压，保持各电容间电压平衡。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本发明所述的一种大功率变频器用均压直流电容系统的实施例1的结构示意图；
图2为本发明所述的一种大功率变频器用均压直流电容系统的实施例2的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]实施例1:
如图1所示，一种大功率变频器用均压直流电容系统，所述大功率变频器用均压直流电容系统包括第一电容器Cl、第二电容器C2、第一升压变换器、第二升压变换器、第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、信号控制器，所述第一电容器Cl与第一升压变换器并联，所述第二电容器C2与第二升压变换器并联，所述第一电容器Cl与第一米样电阻Rl并联、所述第二电容器C2与第二采样电阻R2并联，所述第一电容器Cl与第二电容器C2串联，所述第一采样电阻Rl与第二采样电阻R2串联，所述第一采样电阻R1、第二采样电阻R2分别与信号控制器相连接，所述第一升压变换器、第二升压变换器分别与信号控制器相连接，所述第一升压变换器与第二升压变换器连接。
[0015]在本实施例中，第一升压变换器包括脉冲宽度调制器U1、主开关管Q1、电流检测电阻R3、升压变压器Tl、整流二极管D1、整流二极管D3，所述主开关管Q1、电流检测电阻R3分别与脉冲宽度调制器Ul相连接，所述主开关管Ql与电流检测电阻R3连接，所述主开关管Ql与升压变压器Tl连接，所述整流二极管Dl、整流二极管D3分别与升压变压器Tl相连接，所述整流二极管D3与主开关管Ql连接。
[0016]在本实施例中，第二升压变换器包括脉冲宽度调制器U2、主开关管Q2、电流检测电阻R4、升压变压器T2、整流二极管D2、整流二极管D4，所述主开关管Q2、电流检测电阻R4分别与脉冲宽度调制器U2相连接，所述主开关管Q2与电流检测电阻R4连接，所述主开关管Q2与升压变压器T2连接，所述整流二极管D2、整流二极管D4分别与升压变压器T2相连接，所述整流二极管D4与主开关管Ql连接，所述整流二极管D2与整流二极管Dl连接。
[0017]在本实施例中，信号控制器包括光親Q3与光親Q4，所述第一米样电阻R1、脉冲宽度调制器Ul分