变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种低压供电和功率板低压开关电源，尤其是一种变桨系统中的变频器控制板低压供电电路和功率板低压开关电源产生IGBT驱动电压的电路。
【背景技术】
[0002]随着石化能源的逐步枯竭，全世界各国都将注意力集中到了新能源的开发和利用，新能源包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等；其中，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，其蕴量巨大，全球的风能约为2.74X10~9Mff，其中可利用的风能为2X10~7Mff，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，因此各国都在大力研究风能利用的相关技术，其中风力发电技术又成为风能利用的重点。
[0003]风力发电就是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，风力发电所需要的装置，称作风力发电机组，这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分；而风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13?25V变化的交流电，须经整流滤波，再对蓄电池充电，使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
[0004]变频器作为风力发电的变桨电机变速控制装置，其运行稳定性对变桨系统的运行至关重要，而变频器控制板又是变频器控制的核心部件，通用变频器控制板的电源以及IGBT的驱动电源均通常是通过交流输入经整流滤波成直流母线电压，再经DC-DC变换产生，此方案是利用强电产生弱电，由于直流母线电压随电网侧电压波动而波动，故变压器工作范围比较宽，设计要求及难度加大，功率器件的选型耐压值也相应加大。
[0005]并且一旦网侧电压出现异常情况可能变频器的核心控制心脏DSP就不能正常工作，对控制单板的调试以及程序烧录都带来不便。同时也易造成IGBT驱动电源的不稳定。
[0006]另外由于生产人员知识背景有限，这种方案也不利于产品量产时转生产测试，同时也增加后续维修人员的作业难度。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的之一就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种通过低压电源为变频器控制板、功率板供电及将低压电源通过开关电源产生IGBT及运放器、比较器等器件的供电电路；本实用新型的另一目的是通过DSP芯片控制IGBT的通闭，进而实现将直流母线电压逆变成电机的工作电压的控制电路，实现弱电控制强电的方案。
[0008]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
[0009]—种变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，包括变频器控制板及与其匹配的变频器功率板，还包括分别与所述变频器控制板及变频器功率板连接的24V电源，所述24V电源通过供电电路为所述变频器控制板上的DSP芯片提供1.8V和3.3V工作电压，以及为所述变频器功率板上的IGBT驱动光耦原边提供5V工作电压；
[0010]所述DSP芯片与所述IGBT驱动光耦连接，所述IGBT驱动光耦与IGBT模块连接，所述DSP芯片通过控制所述IGBT驱动光耦进而控制IGBT模块的导通和关断；
[0011]所述24V电源还通过控制板端子引入到所述变频器功率板上的开关电源并为其供电；
[0012]所述开关电源输出IGBT模块驱动电源、运算放大器及比较器工作电压。
[0013]优选的，所述的变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，其中:所述供电电路包括设置在所述变频器控制板上的24V转5V模块电源，所述24V转5V模块电源分别与所述IGBT驱动光耦原边及一设置在所述变频器控制板上的LDO电连接，所述LDO与所述DSP芯片电连接。
[0014]优选的，所述的变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，其中:所述24V转5V模块电源与所述变频器功率板上的功能电路连接，并为其提供5V工作电压。
[0015]优选的，所述的变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，其中:
[0016]所述24V电源通过分压限流稳压电路连接到所述开关电源的PffM芯片，并为其供电；
[0017]所述PffM芯片连接一 M0SFET，所述MOSFET连接到变压器，所述PffM芯片控制所述MOSFET的开通和关断时间，从而控制所述变压器输出的脉冲电压；
[0018]所述变压器副边分别连接所述IGBT模块、运放器、比较器并为它们供电。
[0019]优选的，所述的变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，其中:所述PffM芯片的4脚连接有RC振荡频率调整电路，且所述PffM芯片的6脚通过PffM调整电路连接MOSFET的栅极，并发出PffM的频率及占空比控制所述MOSFET的开通和关断；
[0020]所述MOSFET的源极通过电流采样电路及RC吸收电路连接到所述PffM芯片的3脚进行峰值电流限制；
[0021]所述MOSFET的漏极连接到变压器的原边绕组，所述变压器的副边绕组输出所述IGBT模块、运放器及比较器的工作电压。
[0022]优选的，所述的变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，其中:所述MOSFET的漏极还连接有吸收电路以对MOSFET进行保护，所述吸收电路包括与所述MOSFET漏极连接的第一吸收电阻以及与所述第一吸收电阻串联的第二吸收电阻和吸收电容，所述吸收电容的输出端接地，还包括并联在所述MOSFET的漏极和吸收电容之间的稳压管。
[0023]优选的，所述的变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，其中:所述变压器副边绕组输出三路+18V~-9V的IGBT模块驱动电压以及两路±15V的运放器、比较器工作电压。
[0024]优选的，所述的变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，其中:所述变压器副边绕组输出的±15V电压还为霍尔电流传感器元件提供工作电源。
[0025]本实用新型技术方案的优点主要体现在:
[0026]本实用新型设计精巧，操作简单，引进外部低压24V供电方式为控制板、功率板提供工作电压，并通过低压DC-DC变换器提供运放、比较器、逆变电路功率开关管(IGBT)的驱动电源，可靠性更高，避开了传统的DSP芯片工作电源及IGBT驱动电源由直流母线通过开关电源产生，而直流母线受电网侧电压影响，变压器设计难度加大且供电不稳定的问题，因而不受直流母线网侧电压波动和异常的影响。
[0027]本实用新型通过DSP芯片控制IGBT的导通和关闭，可以实现通过弱电去控制强电(直流母线)，实现强弱电分离；在磁性器件设计以及功率器件选型上也降低了难度和等级。
[0028]在整机的上电时序上也降低了要考虑的因素和时序逻辑关系；且能有效地实现在无需供强电的情况下进行功率单板和控制单板的单板测试；同时也降低了生产和维修的难度和风险。
【附图说明】
[0029]图1是现有技术中变频器控制电源实现方案示意图；
[0030]图2是本实用新型中变频器控制电源实现方案示意图；
[0031]图3是本实用新型结构示意图；
[0032]图4是24V低压供电的反激式开关电源电路示意图。
【具体实施方式】
[0033]本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
[0034]本实用新型揭示的一种变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，如附图2所示，本实用新型的主要思路是通过设置外接的24V电源3为所述DSP芯片5及开关电源8供电，并通过低压供电的开关电源8产生IGBT的驱动电源，从而避免用直流母线电压经DC-DC转换器生成所述DSP芯片5的工作电源及IGBT驱动电源。
[0035]如附图3所示，变频器控制板低压供电电路及功率板低压开关电源，包括变频器控制板I及与其匹配的变频器功率板2 ;所述变频器控制板I用于读取和显示变频器或被控系统的状态，如变频器的工作状态和故障状态、散热器的温度、速度给定、速度反馈、电流