高壓直流配電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種高壓直流配電裝置，包括機(jī)電混合式開關(guān)單元A、預(yù)充電單元B和放電續(xù)流回路單元C，其中主開關(guān)單元A包括：接觸器T和絕緣柵雙極型晶體管K1；預(yù)充電單元B包括功率電阻R2和充電開關(guān)K2；放電續(xù)流回路單元C包括功率電阻R3、放電開關(guān)K3及續(xù)流二極管D。本實用新型有效解決了高壓直流配電系統(tǒng)中接觸器易燒毀、接通大電容時在接通瞬間出現(xiàn)沖擊電流、關(guān)斷時負(fù)載電容殘余釋放問題及配電裝置對不同負(fù)載兼容性問題。
【專利說明】高壓直流配電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力電子與電工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高壓直流配電裝置的電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著車輛對電氣系統(tǒng)的依賴不斷提高，尤其是純電動汽車的出現(xiàn)，車輛配電系統(tǒng)的容量不斷提高。低壓直流配電由于電流大，配電線纜線徑大，重量高。為了減輕車輛配電線纜線徑及其重量，車輛中直流配電電壓不斷提高。隨著配電電壓的提高，所帶來的問題是接觸器在切斷負(fù)載時，因滅弧困難甚至電弧無法熄滅導(dǎo)致接觸器觸頭燒結(jié)，導(dǎo)致接觸器燒毀。為了解決這個問題，可以采用機(jī)電混合式開關(guān)裝置，參見圖1。其正常開通關(guān)斷時序是:接通時先接通IGBT后接通接觸器；關(guān)斷時先關(guān)斷接觸器后關(guān)斷IGBT，參見圖2。
[0003]在直流配電系統(tǒng)中，正負(fù)母線之間一般存在大量儲能濾波電容，如圖3的典型電動機(jī)負(fù)載。開關(guān)裝置在接通此類負(fù)載時在接通瞬間會有沖擊電流流經(jīng)開關(guān)裝置。在高壓、大電容情況下，開關(guān)裝置為接觸器時這個沖擊電流有可能使接觸器觸頭燒結(jié)；開關(guān)裝置為機(jī)電混合式開關(guān)裝置時IGBT有可能因接通損耗大而使IGBT燒毀。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型目的是針對現(xiàn)有直流配電裝置存在的缺陷提出一種新型的高壓直流配電裝置，有效解決了在高壓直流配電系統(tǒng)中接觸器的滅弧問題及接通容性負(fù)載時燒毀配電開關(guān)的問題。
[0005]本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種高壓直流配電裝置，包括直流供電電源和負(fù)載，其特征在于還包括機(jī)電混合式開關(guān)單元A、預(yù)充電單元B和放電續(xù)流回路單元C，機(jī)電混合式開關(guān)單元A和預(yù)充電單元B并聯(lián)后串接在直流供電電源的正輸出端與負(fù)載的正輸入端之間，放電續(xù)流回路單元C與負(fù)載并聯(lián)，其中，
[0007]機(jī)電混合式開關(guān)單元A包括接觸器T和絕緣柵雙極型晶體管K1,接觸器T的輸入端連接絕緣柵雙極型晶體管K1的集電極，接觸器T的輸出端連接絕緣柵雙極型晶體管K1的發(fā)射極；
[0008]預(yù)充電單元B包括功率電阻R2和充電開關(guān)K2，功率電阻R2和充電開關(guān)K2串聯(lián)；
[0009]放電續(xù)流回路單元C包括功率電阻R3、放電開關(guān)K3及續(xù)流二極管D，功率電阻&和放電開關(guān)K3串聯(lián)后與續(xù)流二極管D并聯(lián)，續(xù)流二極管D的陰極連接負(fù)載的正輸入端，續(xù)流二極管D的陽極連接負(fù)載的負(fù)輸入端。
[0010]本實用新型的有益效果如下:
[0011]1、從配電裝置的壽命來說，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有效解決了配電開關(guān)在切斷過程中滅弧困難的問題，大大提高了配電開關(guān)在直流高壓條件下的工作壽命。
[0012]2、從限制接通容性負(fù)載沖擊電流來說，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有效解決了在接通容性負(fù)載時存在沖擊電流而導(dǎo)致配電裝置燒毀問題，提高了配電裝置的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是機(jī)電混合式開關(guān)裝置電路結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是機(jī)電混合式開關(guān)裝置控制時序圖。
[0015]圖3是直流配電系統(tǒng)中典型電動機(jī)負(fù)載圖。
[0016]圖4是本實用新型設(shè)計的高壓直流配電裝置主電路結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖5是本實用新型高壓直流配電裝置控制時序圖。
[0018]圖6是配電裝置在阻性負(fù)載條件下開通關(guān)斷波形圖。
[0019]圖7是配電裝置在阻感性負(fù)載條件下開通關(guān)斷波形圖。
[0020]圖8是配電裝置在容性負(fù)載條件下開通關(guān)斷波形圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0023]本實用新型的電路如圖4所示，高壓直流配電裝置包括直流供電電源Vdc和負(fù)載，還包括機(jī)電混合式開關(guān)單元A、預(yù)充電單元B和放電續(xù)流回路單元C。機(jī)電混合式開關(guān)單元A和預(yù)充電單元B并聯(lián)后串接在直流供電電源的正輸出端與負(fù)載的正輸入端之間，放電續(xù)流回路單元C與負(fù)載并聯(lián)，負(fù)載的負(fù)輸入端連接直流供電電源的負(fù)輸出端后接地。
[0024]其中機(jī)電混合式開關(guān)單元A由接觸器T和絕緣柵雙極型晶體管K1組成；接觸器T的輸入端連接絕緣柵雙極型晶體管K1的集電極后連接直流供電電源的正輸出端，接觸器T的輸出端連接絕緣柵雙極型晶體管K1的發(fā)射極后連接負(fù)載的正輸入端。
[0025]預(yù)充電單元B由功率電阻R2和充電開關(guān)K2組成，功率電阻R2和充電開關(guān)K2串聯(lián)，功率電阻民的一端連接直流供電電源的正輸出端，另一端連接充電開關(guān)K2的輸入端，充電開關(guān)K2的輸出端連接負(fù)載的正輸入端。
[0026]放電續(xù)流回路單元C由功率電阻R3、放電開關(guān)K3及續(xù)流二極管D組成。功率電阻R3和放電開關(guān)K3串聯(lián)后與續(xù)流二極管D并聯(lián)。放電開關(guān)K3的輸入端連接續(xù)流二極管D的陰極后連接負(fù)載的正輸入端，放電開關(guān)K3的輸出端連接功率電阻R3的一端，功率電阻R3的另一端連接續(xù)流二極管D的陽極后連接負(fù)載的負(fù)輸入端。
[0027]以下介紹本實用新型直流配電裝置的工作原理:
[0028]正常工作時電路工作狀態(tài)分析:
[0029]圖5是配電裝置的控制時序示意圖，&時刻控制系統(tǒng)接收到開通指令，控制系統(tǒng)接收到開通控制指令后，控制系統(tǒng)先發(fā)出放電開關(guān)K3的關(guān)斷指令，待放電開關(guān)K3完全關(guān)斷后的h時刻，控制系統(tǒng)發(fā)出充電開關(guān)K2的接通指令向負(fù)載進(jìn)行試充電，待負(fù)載電壓達(dá)到穩(wěn)定后的t2時刻，控制系統(tǒng)發(fā)出絕緣柵雙極型晶體管K1的接通指令，待絕緣柵雙極型晶體管K1完全接通后的t3時刻，控制系統(tǒng)發(fā)出接觸器T的接通指令同時發(fā)出充電開關(guān)K2的關(guān)斷指令，此時完成整個開通過程。
[0030]在和t2時刻，當(dāng)負(fù)載為阻性負(fù)載時負(fù)載電壓表達(dá)式為
【權(quán)利要求】
1.一種高壓直流配電裝置，包括直流供電電源和負(fù)載，其特征在于還包括機(jī)電混合式開關(guān)單元A、預(yù)充電單元B和放電續(xù)流回路單元C，機(jī)電混合式開關(guān)單元A和預(yù)充電單元B并聯(lián)后串接在直流供電電源的正輸出端與負(fù)載的正輸入端之間，放電續(xù)流回路單元C與負(fù)載并聯(lián)，其中， 機(jī)電混合式開關(guān)單元A由接觸器T和絕緣柵雙極型晶體管K1組成，接觸器T的輸入端連接絕緣柵雙極型晶體管K1的集電極，接觸器T的輸出端連接絕緣柵雙極型晶體管K1的發(fā)射極； 預(yù)充電單元B由功率電阻R2和充電開關(guān)K2組成，功率電阻R2和充電開關(guān)K2串聯(lián)； 放電續(xù)流回路單元C由功率電阻R3、放電開關(guān)K3及續(xù)流二極管D組成，功率電阻R3和放電開關(guān)K3串聯(lián)后與續(xù)流二極管D并聯(lián)，續(xù)流二極管D的陰極連接負(fù)載的正輸入端，續(xù)流二極管D的陽極連接負(fù)載的負(fù)輸入端。
【文檔編號】H02M3/44GK203554300SQ201320666594
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】王莉, 歐世鋒 申請人:南京航空航天大學(xué)