一種應用于變電站電源系統(tǒng)中的智能高頻開關(guān)電源模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及到的領(lǐng)域為變電站電源系統(tǒng)，研究滿足直流電源中AC/DC變換的高頻開關(guān)電源模塊，具體涉及到一種應用于變電站電源系統(tǒng)中的智能高頻開關(guān)電源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]電源系統(tǒng)是變電站的重要組成部分，是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，電源系統(tǒng)逐步向一體化、智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展。
[0003]智能高頻開關(guān)電源模塊是電力操作電源中的核心設(shè)備，其主要作用是將交(直)流供電轉(zhuǎn)換成為需要的直流電，用于直流供電設(shè)備和蓄電池充電。
[0004]本實用新型研制滿足各類變電站、電廠及其它直流供電場合應用的高頻開關(guān)電源模塊，具備高效、高功率密度、高可靠性、智能化控制等特點。
[0005]本實用新型研制的高頻開關(guān)電源模塊采用智能風冷的散熱方式，功率密度高，占用空間少，采用滿足變電站直流屏對充電模塊組屏要求的標準結(jié)構(gòu)設(shè)計，接線按照一體化插座的形式實現(xiàn)熱插拔，方便安裝和維護。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型根據(jù)上述存在的技術(shù)問題，提供一種應用于變電站電源系統(tǒng)中的智能尚頻開關(guān)電源t旲塊。
[0007]本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種應用于變電站電源系統(tǒng)中的智能高頻開關(guān)電源模塊，包括:MCU控制電路，與MCU控制電路連接的EMI輸入濾波電路、三相PFC電路、DC/DC變換電路、以及輸出濾波電路和防護輸出電路，所述EMI輸入濾波電路的輸出端連接三相PFC電路，所述三相PFC電路的輸出端連接所述DC/DC變換電路，所述DC/DC變換電路的輸出端連接所述輸出濾波電路，所述輸出濾波電路的輸出端連接所述防護輸出電路；
[0008]所述MCU控制電路包括MCU控制器、與MCU控制器輸入端連接的三相PFC采樣反饋電路和輸出濾波采樣反饋電路、與MCU控制器輸出端連接的DC/DC驅(qū)動電路、三相PFC驅(qū)動電路和模塊輸出并機電路，所述MCU控制電路還設(shè)置保護電路。
[0009]進一步地，所述EMI輸入濾波電路包括設(shè)置在三相輸入端的壓敏電阻，對地回路采用兩級η型濾波的兩級共模電路，所述兩級共模電路之間設(shè)置對地電容；所述兩級共模電路之間設(shè)置差模安規(guī)電容。
[0010]進一步地，所述三相PFC采樣反饋電路包括三相PFC輸出電壓采樣電路和三相PFC輸出電流采樣電路，所述三相PFC輸出電壓采樣電路采用電阻分壓方式對輸出電壓進行采樣，通過隔離運放器對電壓采樣值進行傳送；所述三相PFC輸出電流采樣電路采用電阻采樣方式，通過隔離運放器及IGBT驅(qū)動電路進行5V供電。
[0011]進一步地，所述三相PFC驅(qū)動電路為IGBT驅(qū)動電路，其中IGBT驅(qū)動電路的+5V電壓通過TLP700光耦驅(qū)動器進行回讀，+15V作為回讀電壓。
[0012]進一步地，所述DC/DC變換電路采用脈寬調(diào)制型全橋電路、直流變壓器、整流濾波電路和輸出保護電路，所述脈寬調(diào)制型全橋電路的輸出端連接直流變壓器，所述直流變壓器的輸出端連接整流濾波電路，所述整流濾波電路的輸出端連接輸出保護電路，所述輸出保護電路包括防反二極管和保險管。
[0013]進一步地，所述輸出保護電路包括繼電器RL3和保險管。
[0014]進一步地，所述DC/DC驅(qū)動電路采用ADUM2210隔離器隔離后再采用UCC27524D驅(qū)動器直接驅(qū)動下橋臂IGBT管。
[0015]進一步地，所述模塊輸出并機電路包括第一運算放大器和第二運算放大器組成平均電流電路，輸出端通過繼電器和光耦隔離器連接。
[0016]本實用新型的有益效果為:采用前級三相PFC電路和后級DC/DC變換電路，前后級均采用MCU控制實現(xiàn)，利用MCU控制PffM輸出實現(xiàn)前級功率IGBT管的通斷，頻率高達40kHz，有效提高了模塊的功率因數(shù)；利用DSP控制PffM輸出實現(xiàn)后級功率IGBT管的通斷，頻率高達10kHz ;通信、數(shù)據(jù)采集及控制由MCU —并處理，其特征在于:MCU控制器實現(xiàn)模塊對外通信，AD數(shù)據(jù)采集以及保護邏輯控制等功能；多個模塊并機工作時，根據(jù)負載大小動態(tài)均流，有利于模塊提高工作效率和使用壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型提出的一種應用于變電站電源系統(tǒng)中的智能高頻開關(guān)電源模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2是本實用新型提出的所述EMI輸入濾波電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3是本實用新型提出的所述三相PFC電壓采樣電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4是本實用新型提出的所述三相PFC電流采樣電路結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ] 圖5是本實用新型提出的所述三相PFC驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖6是本實用新型提出的所述DC/DC變換電路結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖7是本實用新型提出的所述DC/DC驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖8是本實用新型提出的所述輸出濾波采樣反饋電路結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖9是本實用新型提出的所述模塊輸出并機電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步的說明。
[0027]參見圖1，是本實用新型提出的一種應用于變電站電源系統(tǒng)中的智能高頻開關(guān)電源模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0028]參見圖1，一種應用于變電站電源系統(tǒng)中的智能高頻開關(guān)電源模塊，包括:MCU控制電路，與MCU控制電路連接的EMI輸入濾波電路、三相PFC電路、DC/DC變換電路、以及輸出濾波電路和防護輸出電路，所述EMI輸入濾波電路的輸出端連接三相PFC電路，所述三相PFC電路的輸出端連接所述DC/DC變換電路，所述DC/DC變換電路的輸出端連接所述輸出濾波電路，所述輸出濾波電路的輸出端連接所述防護輸出電路；
[0029]所述MCU控制電路包括MCU控制器、與MCU控制器輸入端連接的三相PFC采樣反饋電路和輸出濾波采樣反饋電路、與MCU控制器輸出端連接的DC/DC驅(qū)動電路、三相PFC驅(qū)動電路和模塊輸出并機電路，所述MCU控制電路還設(shè)置保護電路。
[0030]本實用新型實施例中，通過EMI輸入電路將三相交流電(380/220V)轉(zhuǎn)換成220V等級的直流電，采用前級三相PFC電路實現(xiàn)功率因數(shù)校正，后級DC/DC變換電路實現(xiàn)輸出控制。
[0031]其中保護電路包括過流、過壓、過溫和短路保護，通過采樣電路對三相PFC電路和輸出濾波電路進行采樣，然后通過保護電路對模塊進行保護，防止過流、過壓、過溫或短路對模塊造成損壞。
[0032]參見圖2，是本實用新型提出的所述EMI輸入濾波電路結(jié)構(gòu)圖；
[0033]如圖2所示，所述EMI輸入濾波電路包括設(shè)置在三相輸入端的壓敏電阻，對地回路采用兩級η型濾波的兩級共模電路，所述兩級共模電路之間設(shè)置對地電容；所述兩級共模電路之間設(shè)置差模安規(guī)電容。
[0034]本實用新型實施例中，考慮到EMC中的傳導發(fā)射，采用兩級共模電路，對地回路采用兩級π型濾波，提高EMC中的傳導發(fā)射，綜合考慮模塊尺寸大小以及共模電感大對傳導發(fā)射的抑制效果越，在兩級共模中間加入對地電容?？紤]差模浪涌沖擊，輸入壓敏電阻采用680VAC，同時并聯(lián)上104的安規(guī)電容，兩級共模電感中加上差模104安規(guī)電容。在輸入過壓的情況下，壓敏電阻導通，保證了后續(xù)電路的安全。
[0035]參見圖3和圖4，其中圖3是本實用新型提出的所述三相PFC電壓采樣電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實用新型提出的所述三相PFC電流采樣電路結(jié)構(gòu)圖。
[0036]如圖3和圖4所示，所述三相PFC采樣反饋電路包括三相PFC輸出電壓采樣電路和三相PFC輸出電流采樣電路，所述三相PFC輸出電壓采樣電路采用電阻分壓方式對輸出電壓進行采樣，通過隔離運放器對電壓采樣值進行傳送；所述三相PFC輸出電流采樣電路采用電阻采樣方式，通過隔離運放器及IGBT驅(qū)動電路進行5V供電。
[0037]本實用新型實施例中，三相PFC采樣反饋電路的電壓采樣采用電阻分壓，電路實現(xiàn)簡單，功能簡潔明了，保證了采樣的準確性；利用隔離運放傳送數(shù)據(jù)，UN為虛擬出的中點，采用三片隔離運放，一個隔離的5V供電；電流回路采用電阻采樣。三路電流采樣采用隔離運放，每路的5V供電采用上橋臂對應3只IGBT驅(qū)動供電，+ 15V