[发明专利]一种电力电子积木及其应用

说明书

【技术领域】

本发明属于电力电子模块技术领域，尤其是涉及一种电力电子积木及其应用。

【背景技术】

随着电力电子技术的发展，各种电力电子产品不断涌现。电力电子产品在风光发电、电能质量、节能调速、汽车等方面得到了很大推广，在此期间也纷纷成立了大量的电力电子厂家。由于电力电子产品所需要的元器件价格昂贵、工艺要求精细、控制电路复杂，使得电力电子厂家承担开发和生产产品的巨大风险，即使运行在现场的设备由于面对恶劣的环境和不确定的现场负载而面临巨大挑战。

【发明内容】

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种具有通用性和可扩展性，可根据自己需要进行简单搭配使用，实现不同功能，使用灵活、方便、简单，升级改造容易、方便的电力电子积木及由该电力电子积木组合成的电力电子装置。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：

一种电力电子积木，包括有互为独立体的控制器模块、逆变模块、整流模块和直流模块；其中，所述控制器模块要由DSP处理器、FPGA运算处理器、AD采集处理器、人机接口、存储器、IO接口和光纤接口组成，所述DSP处理器、FPGA运算处理器和AD采集处理器依次导通连接，所述人机接口和存储器均连接在DSP处理器上，所述IO接口和光纤接口均连接在FPGA运算处理器上；而且控制器模块通过其光纤接口与逆变模块，以及整流模块和直流模块中的至少一个组合成具有不同的功能电力电子装置。

进一步地，所述逆变模块主要由功率单元控制板、功率单元驱动板、至少一路功率单元逆变回路和散热风扇组成；其中，

所述功率单元控制板上设有光纤接口P和Q、DB排线接口、控制电源接口CON3、温度检测接口CON2和电压检测接口CON1；

所述功率单元驱动板主要两组IGBT驱动电路组成，其上还设有DB排线接口和四个IGBT信号接口，所述功率单元驱动板的DB排线接口通过DB排线与功率单元控制板的DB排线接口导通连接，所述四个IGBT信号接口A1～A4两两分别连接在两组IGBT驱动电路的输出端上；

所述功率单元逆变回路的主回路主要由IGBT逆变单元、直流电容、吸收电容和均压电阻组成，所述IGBT逆变单元包括四支IGBT开关管B1～B4，串联连接的IGBT开关管B1和B2与串联连接的IGBT开关管B3和B4并联连接，且串联连接的IGBT开关管B1和B2、IGBT开关管B3和B4分别并联有一个吸收电容，所述功率单元驱动板的四个IGBT信号接口A1～A4分别连接到四支IGBT开关管B1～B4的端子上；所述直流电容包括有电容C1～C4，电容C1和C2、串联连接的电容C3和C4分别串联连接与IGBT逆变单元并联连接，且每个电容C1～C4上依次并联连接有均压电阻R11、R12、R21和R22；

所述散热风扇与功率单元控制板导通连接。

进一步地，所述整流模块主要由两个快速熔断器FU1～FU2、六个整流桥D1～D6和一个散热风扇组成；所述六个整流桥D1～D6两两串联后并联连接，所述两个快速熔断器FU1～FU2连接在整流桥的交流端，所述散热风扇并联连接到两个快速熔断器FU1～FU2的后端。

进一步地，所述直流模块主要由多组薄膜电容并联连接组成，每组薄膜电容由两个薄膜电容串联而成，或者由单独一个薄膜电容组成。

一种低压单相变频器，包括有本发明所述电力电子积木的控制器模块、整流模块和逆变模块，且逆变模块包含有一路功率单元逆变回路；所述整流模块的输入端和输出端分别与外部电网和逆变模块的功率单元逆变回路连接，所述控制器模块的光纤接口通过光纤与逆变模块的功率单元控制板导通连接。

一种低压三相变频器，包括有本发明所述电力电子积木的控制器模块、整流模块、逆变模块和直流模块，且逆变模块包含有两路功率单元逆变回路；所述整流模块的输入端与外部电网连接，输出端与逆变模块的两路功率单元逆变回路连接，所述控制器模块的光纤接口通过光纤与逆变模块的功率单元控制板导通连接，所述直流模块的输出端与逆变模块的两路功率单元逆变回路连接。

一种低压单相APF装置，包括有本发明所述电力电子积木的控制器模块和逆变模块，且逆变模块包含有一路功率单元逆变回路；所述控制器模块的光纤接口通过光纤与逆变模块的功率单元控制板导通连接。