一種電力有源濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種電力有源濾波器，包括IGBT模塊，在IGBT模塊的P、N端并聯(lián)高頻吸收電容，所述的高頻吸收電容并聯(lián)在正負母線上，所述的高頻吸收電容值為1至2 uF。由于在IGBT模塊的P、N端并聯(lián)高頻吸收電容以抑制電壓尖峰，當橋臂中某個開關(guān)管關(guān)斷時，由于主回路濾波電感的存在，故橋臂電流方向保持不變，電流通過橋臂另一個開關(guān)管的續(xù)流二極管形成回路。并聯(lián)在正負母線端的高頻濾波電容就通過續(xù)流二極管并聯(lián)在關(guān)斷IGBT的C、E端，抑制這兩端的電壓尖峰，起到保護開關(guān)管的作用。
【專利說明】
一種電力有源濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種電力有源濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力有源濾波器(APF:Activepower filter)是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Σ煌笮『皖l率的諧波進行快速跟蹤補償，之所以稱為有源，是相對于無源LC濾波器，只能被動吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過采樣負載電流并進行各次諧波和無功的分離，控制并主動輸出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應(yīng)，抵銷負載中相應(yīng)電流，實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。
[0003]有源濾波器同無源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時濾除多次及高次諧波，不會引起諧振，但是價位相對高。目前的有源濾波器均以低壓為主，高壓有源濾波器技術(shù)已經(jīng)成熟，但是實際應(yīng)用安全系數(shù)很低，國際普遍做法是以變壓器升壓，來保證可靠性，國家相關(guān)部門也要求以變壓器升壓的形式和有源濾波器結(jié)合，治理高壓諧波。
[0004]有源濾波器的原理:有源電力濾波器通過電流互感器檢測負載電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取出負載電流中的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達到濾波的目的。
[0005 ]在內(nèi)部IGBT開關(guān)時將有較大的尖峰電壓，影響有源濾波器的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是針對目前電力有源濾波器內(nèi)部IGBT開關(guān)時將有較大的尖峰電流，影響有源濾波器的安全的不足，提供一種有開關(guān)尖峰吸收電路的電力有源濾波器。
[0007]本發(fā)明要解決的是:現(xiàn)有的LLC諧振拓撲輸出同步整流應(yīng)用在實際應(yīng)用場景中存在電壓應(yīng)力過高而擊穿損壞整流MOS管的技術(shù)問題。
[0008]本實用新型為實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是:一種電力有源濾波器，包括IGBT模塊，在IGBT模塊的P、N端并聯(lián)高頻吸收電容，所述的高頻吸收電容并聯(lián)在正負母線上，所述的高頻吸收電容值為I至2 uFo
[0009]由于在IGBT模塊的P、N端并聯(lián)高頻吸收電容以抑制電壓尖峰，當橋臂中某個開關(guān)管關(guān)斷時，由于主回路濾波電感的存在，故橋臂電流方向保持不變，電流通過橋臂另一個開關(guān)管的續(xù)流二極管形成回路。并聯(lián)在正負母線端的高頻濾波電容就通過續(xù)流二極管并聯(lián)在關(guān)斷IGBT的C、E端，抑制這兩端的電壓尖峰，起到保護開關(guān)管的作用。
[0010]進一步的，上述的電力有源濾波器中:所述的高頻吸收電容的兩個引腳分別采用螺絲固定在正負母線上，所述的高頻吸收電容主體為一長方體，長為41.5-56mm，在兩個引腳分別設(shè)置有長螺孔，兩個長螺孔之間的距離在29.5-46.5mm之間。
[0011]作為電力有源濾波器正負母線的形狀決定了這個高頻吸收電容體積和形狀。
[0012]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進行較為詳細的說明。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型原理圖。
[0014]圖2是本實用新型實施例高頻吸收電容。
【具體實施方式】
[0015]本實施例是一種電力有源濾波器，該電力有源濾波器系統(tǒng)是基于核心控制器TMS320F2812構(gòu)建的并聯(lián)有源諧波及無功補償裝置。系統(tǒng)主要由主電路部分和控制部分組成，其中主電路部分包括功率變換器、T型濾波器、直流儲能電容、電壓電流傳感器、輔助電源系統(tǒng)、預(yù)充電電路、直流放電保護電路等;控制部分包括控制硬件和軟件。主電路部分包括功率變換器、T型濾波器、直流儲能電容、電壓電流傳感器、輔助電源系統(tǒng)、預(yù)充電電路、直流放電電路。主功率電路采用電壓型三相半橋變流器，主功率管采用SEMIKR0N公司的SKiipl813GB123-3DFL 模塊。
[0016]本電力有源濾波器的變流器開關(guān)頻率7KHz，直流母線電壓為750V，負載切換時(100% —10% —100%)電壓峰值約為830V;實際單相補償電流有效值400A，峰值1060A左右，負載切換時(100% —10% —100%)電流峰值約為1428A。
[0017]IGBT 模塊擬 SEMIKRON 1200V/1800A(殼溫 25°C 下，70°C 為 1350A)雙管 IPM 模塊一SKiipl813GB123-3DFL為本系統(tǒng)的主功率模塊。該模塊內(nèi)部的IGBT采用Trench型的IGBT晶元，開關(guān)特性適合用在7K左右，具有最好的飽和導(dǎo)通壓降(lowest VCE(sat))，單次開關(guān)損耗(E(switch))較SPT的稍大。
[0018]在模塊的P、N端并聯(lián)高頻吸收電容以抑制電壓尖峰，電路接線圖如圖1所示。當橋臂中某個開關(guān)管關(guān)斷時，由于主回路濾波電感的存在，故橋臂電流方向保持不變，電流通過橋臂另一個開關(guān)管的續(xù)流二極管形成回路。并聯(lián)在正負母線端的高頻濾波電容就通過續(xù)流二極管并聯(lián)在關(guān)斷IGBT的C、E端，抑制這兩端的電壓尖峰，起到保護開關(guān)管的作用。
[0019]由于吸收電容抑制電壓尖峰的原理是把直流母線上的寄生電感中儲存的能量轉(zhuǎn)移到電容中，從而造成電容電壓上升。假定加入緩沖后期望的開關(guān)器件端電壓上升，設(shè)直流母線寄生電感為30nH，直流側(cè)電容電流最大值1480A(負載切換時)，則根據(jù)式:，可計算得吸收電容容值為0.95uF。實際中選取的吸收電容相關(guān)信息，外形圖2所示。實際中吸收電容取為2uF.如圖2所示，這里使用的高頻吸收電容的兩個引腳2、3分別采用螺絲固定在正負母線上，高頻吸收電容主體I為一長方體，長為41.5-56mm，在兩個引腳2、3分別設(shè)置有長螺孔4，兩個長螺孔4之間的距離在29.5-46.5mm之間。
【主權(quán)項】
1.一種電力有源濾波器，包括IGBT模塊，其特征在于:所述IGBT模塊內(nèi)部的IGBT采用Trench型的IGBT晶元，在IGBT模塊的P、N端并聯(lián)高頻吸收電容，所述的高頻吸收電容并聯(lián)在正負母線上，所述的高頻吸收電容值為I至2 UF02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力有源濾波器，其特征在于:所述的高頻吸收電容的兩個引腳分別采用螺絲固定在正負母線上，所述的高頻吸收電容主體為一長方體，長為41.5-56mm，在兩個引腳分別設(shè)置有長螺孔，兩個長螺孔之間的距離在29.5-46.5mm之間。
【文檔編號】H02J3/18GK205622229SQ201620350821
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】王國慶, 錢志剛, 劉鎮(zhèn)浩
【申請人】深圳索瑞德電子有限公司