本實用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多路電容上電緩沖保護裝置。

背景技術(shù)：

一般大功率電力電子系統(tǒng)為了能夠正常工作，系統(tǒng)內(nèi)部都存在大容量的電解電容進行儲能。大功率電力電子系統(tǒng)一般采用三相交流380V供電，三相交流380V經(jīng)過整流后約為直流537V，直流537V再給裝置內(nèi)的大容量電解電容充電以達到儲能濾波的效果，但是在系統(tǒng)上電的一瞬間電容的正負(fù)兩端相當(dāng)于短路狀態(tài)，因此必須在電容充電回路中加入上電緩沖電路從而防止裝系統(tǒng)內(nèi)的整流模塊和電解電容因為過流而損壞。

目前，電容上電緩沖電路一般都是在電力電子裝置研發(fā)階段由硬件設(shè)計人自己設(shè)計到電路中，并且一般只能對一路電容組進行保護，后期想要對上電緩沖電路進行擴展或者改進比較困難，因此設(shè)計一種能夠獨立使用并且可以自由改進擴展同時對多路電容進行上電緩沖保護的裝置十分有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中智能對一路電容組進行保護的缺陷，提供一種多路電容上電緩沖保護裝置。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本實用新型提供一種多路電容上電緩沖保護裝置，與外部電力電子系統(tǒng)相連，包括主控制電路、電源電路、通信電路、開關(guān)限流電路和檢測電路；其中：主控電路的數(shù)據(jù)通信端通過通信電路與外部電力電子系統(tǒng)相連，主控電路的檢測端與相互并聯(lián)的多路檢測電路相連；每一路檢測電路的第一檢測端與一路開 關(guān)限流電路相連，開關(guān)限流電路上串聯(lián)有電解電容，檢測電路的第二檢測端與電解電容的兩端相連；開關(guān)限流電路的驅(qū)動信號端與主控電路相連，主控電路的電源輸入端與電源電路相連。

進一步地，本實用新型的開關(guān)限流電路包括直流電源、IGBT晶體管、IGBT驅(qū)動電路和限流電阻，IGBT晶體管的集電極與直流電源的正極相連，IGBT晶體管的發(fā)射極通過IGBT驅(qū)動電路與主控電路相連，IGBT晶體管的柵極與限流電阻和電解電容串聯(lián)后與直流電源的負(fù)極相連。

進一步地，本實用新型的檢測電路包括用于檢測電解電容兩端電壓值的第一差分比例放大電路，用于檢測流過電解電容的電流值的第二差分比例放大電路；第一差分比例放大電路與電解電容并聯(lián)，第二差分比例放大電路與限流電阻并聯(lián)。

進一步地，本實用新型的通信電路通過CAN總線或RS485總線與外部電力電子系統(tǒng)相連。

進一步地，本實用新型的該裝置能通過CAN總線或RS485總線將多個裝置進行并聯(lián)擴展。

進一步地，本實用新型的電源電路與單相交流220V或者直流24V電源相連。

進一步地，本實用新型的主控電路包括微控制器和外圍電路。

進一步地，本實用新型的微控制器包括A/D轉(zhuǎn)換接口，A/D轉(zhuǎn)換接口與檢測電路相連。

本實用新型產(chǎn)生的有益效果是：本實用新型的多路電容上電緩沖保護裝置，通過并聯(lián)設(shè)置的多路檢測電路，能夠?qū)Χ嗦冯娊怆娙莸纳想娋彌_進行檢測和保護；通過與檢測電路相連的開關(guān)限流電路實現(xiàn)對上電緩沖的保護，提高了裝置使用時的安全性和可靠性；該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)多路檢測，并且能夠獨立使用，任意并聯(lián)擴展，使用范圍廣，有較大的推廣意義。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型實施例的開關(guān)限流電路的電路圖；

圖2是本實用新型實施例的檢測電路的電路圖；

圖3是本實用新型實施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施例的裝置擴展圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型實施例的多路電容上電緩沖保護裝置，與外部電力電子系統(tǒng)相連，包括主控制電路、電源電路、通信電路、開關(guān)限流電路和檢測電路；其中：主控電路的數(shù)據(jù)通信端通過通信電路與外部電力電子系統(tǒng)相連，主控電路的檢測端與相互并聯(lián)的多路檢測電路相連；每一路檢測電路的第一檢測端與一路開關(guān)限流電路相連，開關(guān)限流電路上串聯(lián)有電解電容，檢測電路的第二檢測端與電解電容的兩端相連；開關(guān)限流電路的驅(qū)動信號端與主控電路相連，主控電路的電源輸入端與電源電路相連。

如圖1所示，開關(guān)限流電路包括直流電源、IGBT晶體管、IGBT驅(qū)動電路和限流電阻，IGBT晶體管的集電極與直流電源的正極相連，IGBT晶體管的發(fā)射極通過IGBT驅(qū)動電路與主控電路相連，IGBT晶體管的柵極與限流電阻和電解電容串聯(lián)后與直流電源的負(fù)極相連。

如圖2所示，檢測電路包括用于檢測電解電容兩端電壓值的第一差分比例放大電路，用于檢測流過電解電容的電流值的第二差分比例放大電路；第一差分比例放大電路與電解電容并聯(lián)，第二差分比例放大電路與限流電阻并聯(lián)。通信電路通過CAN總線或RS485總線與外部電力電子系統(tǒng)相連。該裝置能通過CAN總線或RS485總線將多個裝置進行并聯(lián)擴展。電源電路與單相交流220V或者直流24V電源相連。主控電路包括微控制器和外圍電路。微控制器包括A/D轉(zhuǎn)換接口，A/D轉(zhuǎn)換接口與檢測電路相連。

如圖3所示，在本實用新型的另一個具體實施例中，實現(xiàn)了一種能同時對 多路電容進行上電緩沖保護，并且能夠獨立使用、遠(yuǎn)程通信控制、任意并聯(lián)擴展的電容上電緩沖保護裝置。

該電容上電緩沖保護裝置由電源電路、主控制電路、通信電路、開關(guān)限流電路和檢測電路組成。

該裝置可由單相交流220V或者直流24V電源供電，裝置中電源電路的作用是將輸入的單相交流220V或者直流24V電源轉(zhuǎn)換成與輸入電源隔離的直流+15V、+5V和+3.3V電壓，給裝置中其他電路供電。

主控制電路主要由一個微控制器及其外圍電路組成。微控制器相當(dāng)于該裝置的大腦，接收外部電力電子控制系統(tǒng)發(fā)來的指令啟動開關(guān)限流電路，并向電力電子系統(tǒng)返回整個裝置的運行狀態(tài)信息。微控制器還可根據(jù)采集的裝置運行狀態(tài)信息對該裝置進行自我保護。

通信電路是該裝置與外部電力電子系統(tǒng)聯(lián)系的接口，該裝置采用CAN總線和RS485兩種總線以便于該裝置的擴展，具體使用哪一種總線方式，可根據(jù)外部電力電子系統(tǒng)的通信方式進行自由選擇。

開關(guān)限流電路是整個裝置實現(xiàn)上電緩沖保護的核心，如圖1所示開關(guān)限流電路主要由IGBT、IGBT驅(qū)動電路和限流電阻三部分組成。整個裝置包含多路開關(guān)限流電路，可根據(jù)微控制器發(fā)出的觸發(fā)信號同時對多路電解電容進行上電緩沖保護。

如圖2所示，檢測電路檢測限流電阻兩端的電壓和電解電容組兩端的電壓，然后經(jīng)過差分比例放大電路處理后將信號送至微控制器的A/D轉(zhuǎn)換接口，從而計算出電解電容兩端的電壓值和流過電解電容的電流值。

如圖3所示，該電容上電緩沖保護裝置由電源電路、主控制電路、通信電路、多路開關(guān)限流電路和檢測電路組成。該裝置通過CAN總線或者RS485總線與外部電力電子系統(tǒng)相連，微控制器接收外部控制系統(tǒng)發(fā)來的指令，選擇觸發(fā)一路或者多路開關(guān)限流電路，微控制器采用PWM模式觸發(fā)開關(guān)限流電路中的IGBT，因此外部控制系統(tǒng)還可通過指令設(shè)置任意一路PWM波的占空比，從而適應(yīng)對不同電壓等級和不同容量的電解電容進行充電。微控制器通過檢測電路實時檢測每一路電解電容兩端的電壓值和流過電解電容的電流值，當(dāng)檢測到的電 壓和電流值超過所設(shè)定的電壓和電流保護閾值時，自動關(guān)閉該路IGBT停止對該路電解電容進行充電，同時微控制器將每一路電解電容的充電狀態(tài)信息以通信的方式反饋至外部控制系統(tǒng)，以便于整個系統(tǒng)進行下一步的操作。

如圖4所示，當(dāng)該裝置內(nèi)部自帶開關(guān)限流電路數(shù)量無法滿足整個系統(tǒng)的需求時，可以通過CAN總線或者RS485總線將多個該裝置進行并聯(lián)控制，以滿足上電緩沖保護路數(shù)的要求。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。