[发明专利]用于平衡逆变器中的直流链路电容器的电压的装置

说明书

本发明公开提供了一种用于平衡逆变器的直流(DC)链路电容器的电压的装置。本公开的装置包括开关单元，其连接到彼此串联连接的第一和第二电阻器之间的节点(参考点)和彼此串联连接的第一和第二电容器之间的节点(中性点)，并且被配置为在参考点和中性点之间短路和断开；以及控制单元，其被配置为，当参考点的电压(参考点电压)与中性点的电压(中性点电压)彼此不同时，控制开关单元在参考点和中性点之间短路。

技术领域

本发明涉及一种用于平衡逆变器的直流(DC)链路电容器的电压的装置。

背景技术

通常，逆变器是用于接收交流(AC)电力、将AC电力整流成直流(DC)电力以及输出具有期望频率和期望大小的AC电力的装置。在这一点上，平滑电解电容器连接到逆变器的整流单元的DC链路。

当逆变器是具有400V的输入电压的类型时，在平滑单元的电解电容器处充电的电压为大约500V至800V。但是，由于现有的电解电容器的额定电压为400V，所以当设计具有400V的输入电压的逆变器的平滑单元时，通过串联连接电解电容器，将平滑单元的等效额定电压设计为具有800Vdc。

图1是用于描述现有的逆变器的构造图。

平滑单元200配置有用于使由整流单元100整流的交流电力平滑的电解电容器210、220、230和240以及分别与电解电容器210、220、230和240并联连接的分压电阻器215、225、235和245，并且在平滑单元200中充电的电压被施加到逆变器单元300的开关元件(未示出)。在这一点上，两个电解电容器和两个分压电阻器彼此串联连接。

这种常规工业逆变器的平滑单元200具有其中电解电容器和分压电阻器串联和并联连接的结构，如图1所示，使得单个电容器对于单个分压电阻器是必需的。使用多个电解电容器的逆变器需要与电解电容器的数量相对应的分压电阻器，从而存在需要用于机械地容纳电解电容器和分压电阻器的空间以及随着分压电阻器数量增加制造成本增加的问题。

此外，在电解电容器处通过分压电阻器总是发生漏电流，从而存在降低逆变器的效率的问题。

同时，当平滑单元200的电压不均等地施加到彼此串联连接的电容器时，可以在特定电容器处对额定电压(例如，400V)以上的电压进行充电。在这种情况下，电容器爆炸，从而存在逆变器被损坏的问题并且由于在电容器爆炸时产生的电火花而导致火灾的风险增加。

发明内容

为了解决上述问题，本公开的目的是提供一种电压平衡装置，其能够在不使用逆变器的平滑单元中的分压电阻器的情况下均等地维持电解电容器的两端处的电压。

为了实现该目的，在包括用等效地彼此串联连接的第一和第二电容器配置的平滑单元的逆变器系统中，根据本公开的用于平衡施加到第一和第二电容器的电压的装置可以包括彼此串联连接的第一和第二电阻器，其中第一和第二电阻器的串联连接与平滑单元并联连接；开关单元，其连接到第一和第二电阻器之间的节点(参考点)和第一和第二电容器之间的节点(中性点)，并且被配置为在所述参考点和所述中性点之间短路和断开；以及控制单元，其被配置为当参考点的电压(参考点电压)和中性点的电压(中性点电压)彼此不同时，控制所述开关单元在所述参考点和所述中性点之间短路。

本公开的一个实施例的装置还可以包括连接在参考点和中性点之间的电压测量元件。

在本公开的一个实施例中，开关单元可以包括第一和第二反并联连接的晶闸管。

在本公开的一个实施例中，控制单元可以包括：放大单元，其被配置为放大参考点电压和中性点电压之间的差；检测单元，其被配置为检测放大单元的输出电压超过处于预定范围中的第一参考和第二参考；以及施加单元，其被配置为根据检测单元的输出来施加控制开关单元的电流。