一种三相AC-DC-AC变流器驱动控制电路制造技术

本说明书涉及控制技术领域，公开了一种三相AC

【技术实现步骤摘要】
一种三相AC
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DC
‑
AC变流器驱动控制电路


[0001]本文件涉及控制
，尤其涉及一种三相AC
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DC
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AC变流器驱动控制电路。

技术介绍

[0002]目前国内普遍使用的AC
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DC整流器有两种。一种是基于二极管进行整流，由于只能在电压峰值处对直流电容进行充电，在电压峰值处充电电流很大，而在其他时刻电流接近于零，这种非线性的工作电流会降低直流电容的工作寿命，还会污染电网，造成网压畸变。此外此种整流方式，直流电压不可调，能量流动方向单一；另一种是基于可控硅晶闸管进行整流，由于晶闸管属于半控器件只能控制其开通时刻，其工作电流也是非线性的，给电网造成污染的同时也引入了无功。AC
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DC整流器采用全控器件IGBT，将会是技术革新的大方向。
[0003]电压、电流的采集电路是AC
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DC
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AC变流器的重要部分，其精确程度和抗干扰能力直接影响到控制的精度，进而影响到输出的电压电流。采集14路模拟量至少需要2片8通道的AD芯片，会占用很多PCB空间，为此部分厂家在变流器设备中设有独立的采集卡，将采集到的数据送至数据处理器。这样一来，变流器设备的子器件数增多，设备的故障点增多可靠性降低，给调试工作也增添了难度。
[0004]因此，需要有一种采样精度高、抗干扰能力强、功能完备、通用性好、结构紧凑的新型驱动控制电路板。其中将采集电路与控制电路集成在一起，在保证体积紧凑的同时做好电位隔离，一直困扰本领域技术人员的难题。

技术实现思路

[0005]本说明书提供了一种三相AC
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DC
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AC变流器驱动控制电路，用以解决现有的驱动控制电路采样精度不足、抗干扰能力弱、通用性不足的问题。所述控制电路包括：电源接口1、电流霍尔采集电路2、调制驱动器3、三相电压采集电路4、三相电压采集电路的隔离电源5、直流电压采集电路6、运行状态指示灯7、IGBT门极信号电路接口8、IGBT门极信号电路9、温度采集电路10、通讯电路11、干接点输出继电器12、继电器输出电路13、数据处理器14、开关状态反馈电路15、变量数据导出电路16和接地端子17；所述电流霍尔采集电路2，用于结合调制驱动器3获取目标电路的霍尔电流，并转换为电流数字信号；其中，所述电流霍尔采集电路2；所述三相电压采集电路4，用于获取三相电压；所述三相电压采集电路的隔离电源5，用于为所述三相电压采集电路4供电；所述直流电压采集电路6，用于采集直流电压并进行过压检测；所述温度采集电路10，用于获取散热器温度和电路板温度；所述通讯电路11，用于与外部进行信息交换；信息交换的内容包括外部指令和电路状态信息；所述数据处理器14，用于依据预先设置的控制方式集中处理电流数字信号、三相电压和直流电压，并输出IGBT开通关断信号；还用于根据所述电流数字信号、电路板温度、
各断路器的通断状态、干接点信号、电流数字信号、三相电压和直流电压生成指示灯控制信号；还用于根据电源掉电、IGBT开通关断信号、直流电容硬件过压信号生成保护信号进行电路保护；所述IGBT门极信号电路9，用于基于所述IGBT开通关断信号进行IGBT门的开通和关断进而输出门极信号；所述干接点输出继电器12，用于基于继电器输出电路13的工作状态输出干接点信号；其中继电器输出电路13采用了双触点继电器；所述开关状态反馈电路15，用于与断路器开关的反馈触点进行对接，并向数据处理器14反馈各断路器的通断状态；所述变量数据导出电路16，用于将数据处理器14的预先设定的变量数据类型进行实时导出；所述接地端子17，用于为电路提供接地点防止电位悬浮。
[0006]在一些优选的实施方式中，所述预先设置的控制方式，包括：对所述霍尔电压、三相采样电压和直流电压进行预设的坐标变换和闭环控制计算，并网PWM计算结果获得控制信号。
[0007]在一些优选的实施方式中，述控制电路设置于电路板上，其布局包括：所述电源接口1，设置于电路板上侧；所述数据处理器14，设置于电路板中央位置；所述电流霍尔采集电路2和调制驱动器3并排布置于电源接口1旁，电路板上侧；所述三相电压采集电路4，与电流霍尔采集电路2和调制驱动器3相邻布设于电路板上侧；所述三相电压采集电路的隔离电源5，与所述三相电压采集电路4相邻布设于电路板上侧；所述IGBT门极信号电路接口8，包括6个相同的IGBT门极信号电路接口8，分别布设于电路板左右两侧，每侧3个IGBT门极信号电路接口8；所述直流电压采集电路6，布设于电路板右侧最上的IGBT门极信号电路接口8与三相电压采集电路的隔离电源5之间；所述IGBT门极信号电路9，包括6个相同的IGBT门极信号电路9，分别布设于电路板左右两侧的IGBT门极信号电路接口8内侧，每3个IGBT门极信号电路9呈品字形朝向电路板中心排布，其对外电气接口交错排列；所述温度采集电路10，布设于电路板下侧与右侧最下的IGBT门极信号电路接口8相邻位置；所述通讯电路11，布设于电路板下侧与所述温度采集电路10相邻位置；所述干接点输出继电器12和继电器输出电路13，并排布设于电路板下侧，与通讯电路11相邻位置；所述开关状态反馈电路15，布设于电路板下侧，且位于电路板最左下的IGBT门极信号电路接口8与继电器输出电路13之间；所述变量数据导出电路16，布设于所述开关状态反馈电路15的内侧；所述接地端子17，设置于电路板的四角。
[0008]在一些优选的实施方式中，所述电流霍尔采集电路2，包括7个相同的霍尔采集子
电路；霍尔采集子电路的入口侧的第3端和第4端之后为第一后接电路，所述第一后接电路为：顺次连接的并联4只0805电阻位、双向限压二极管、吸收电路和调制驱动器3，并将调制驱动器3输出的数字信号传递至数据处理器14；所述吸收电路，包括从霍尔采集子电路的入口侧的第3端和第4端分别经由一个吸收电阻连接至调制驱动器3，在吸收电阻与调制驱动器3之间，通过1个吸收电容连接，并分别通过1个吸收电容接地。
[0009]在一些优选的实施方式中，所述电流霍尔采集电路2，用于模拟电路取电和数字电路取电；所述模拟电路取电，配置为通过霍尔外接口和Δ
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ΣADC芯片电源通过磁珠滤波从电路板进线电源取电；所述数字电路取电，配置为通过3W隔离型电源模块从电路板进线电源取电；将数字电路电源通过高阻和电容并联接入接地点。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述三相电压采集电路4，具体为在电压的三相间组成星型连接，中性点引至外接端子N，每相设置有串联的4只1206高精度分压电阻；后接电路与第一后接电路相同。
[0011]在一些优选的实施方式中，所述直流电压采集电路6，具体为并排布置的直流电压采样子电路和硬件过压检测子电路；所述直流电压采样子电路，通过串联的11只1206高精度分压电阻对外部的直流支撑电容进行分压，并对Δ
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Σ调制器驱动器+5V电源配置掉电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相AC
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DC
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AC变流器驱动控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：电源接口（1）、电流霍尔采集电路（2）、调制驱动器（3）、三相电压采集电路（4）、三相电压采集电路的隔离电源（5）、直流电压采集电路（6）、运行状态指示灯（7）、IGBT门极信号电路接口（8）、IGBT门极信号电路（9）、温度采集电路（10）、通讯电路（11）、干接点输出继电器（12）、继电器输出电路（13）、数据处理器（14）、开关状态反馈电路（15）、变量数据导出电路（16）和接地端子（17）；所述电流霍尔采集电路（2），用于结合调制驱动器（3）获取目标电路的霍尔电流，并转换为电流数字信号；其中，所述电流霍尔采集电路（2）；所述三相电压采集电路（4），用于获取三相电压；所述三相电压采集电路的隔离电源（5），用于为所述三相电压采集电路（4）供电；所述直流电压采集电路（6），用于采集直流电压并进行过压检测；所述温度采集电路（10），用于获取散热器温度和电路板温度；所述通讯电路（11），用于与外部进行信息交换；信息交换的内容包括外部指令和电路状态信息；所述数据处理器（14），用于依据预先设置的控制方式集中处理电流数字信号、三相电压和直流电压，并输出IGBT开通关断信号；还用于根据所述电流数字信号、电路板温度、各断路器的通断状态、干接点信号、电流数字信号、三相电压和直流电压生成指示灯控制信号；还用于根据电源掉电、IGBT开通关断信号、直流电容硬件过压信号生成保护信号进行电路保护；所述IGBT门极信号电路（9），用于基于所述IGBT开通关断信号进行IGBT门的开通和关断进而输出门极信号；所述干接点输出继电器（12），用于基于继电器输出电路（13）的工作状态输出干接点信号；其中继电器输出电路（13）采用了双触点继电器；所述开关状态反馈电路（15），用于与断路器开关的反馈触点进行对接，并向数据处理器（14）反馈各断路器的通断状态；所述变量数据导出电路（16），用于将数据处理器（14）的预先设定的变量数据类型进行实时导出；所述接地端子（17），用于为电路提供接地点防止电位悬浮。2.根据权利要求1所述的三相AC
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DC
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AC变流器驱动控制电路，其特征在于，所述预先设置的控制方式，包括：对所述霍尔电流、三相电压和直流电压进行预设的坐标变换和闭环控制计算获得并网PWM计算结果。3.根据权利要求2所述的三相AC
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DC
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AC变流器驱动控制电路，其特征在于，所述控制电路设置于电路板上，其布局包括：所述电源接口（1），设置于电路板上侧；所述数据处理器（14），设置于电路板中央位置；所述电流霍尔采集电路（2）和调制驱动器（3）并排布置于电源接口（1）旁，电路板上侧；所述三相电压采集电路（4），与电流霍尔采集电路（2）和调制驱动器（3）相邻布设于电路板上侧；所述三相电压采集电路的隔离电源（5），与所述三相电压采集电路（4）相邻布设于电路板上侧；所述IGBT门极信号电路接口（8），包括6个相同的IGBT门极信号电路接口（8），分别布设
于电路板左右两侧，每侧3个IGBT门极信号电路接口（8）；所述直流电压采集电路（6），布设于电路板右侧最上的IGBT门极信号电路接口（8）与三相电压采集电路的隔离电源（5）之间；所述IGBT门极信号电路（9），包括6个相同的IGBT门极信号电路（9），分别布设于电路板左右两侧的IGBT门极信号电路接口（8）内侧，每3个IGBT门极信号电路（9）呈品字形朝向电路板中心排布，其对外电气接口交错排列；所述温度采集电路（10），布设于电路板下侧与右侧最下的IGBT门极信号电路接口（8）相邻位置；所述通讯电路（11），布设于电路板下侧与所述温度采集电路（10）相邻位置；所述干接点输出继电器（12）和继电器输出电路（13），并排布设于电路板下侧，与通讯电路（11）相邻位置；所述开关状态反馈电路（15），布设于电路板下侧，且位于电路板最左下的IGBT门极信号电路接口（8）与继电器输出电路（13）之间；所述变量数据导出电路（16），布设于所述开关状态反馈电路（15）的内侧；所述接地端子（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈华，于培培，张冬冬，葛淑云，李保宗，黄红志，闫军芳，李达，葛孟超，逯哲，
申请(专利权)人：中铁电气工业有限公司，
类型：发明
国别省市：