变流器及CAN通信工程完整性

印宁华|Indining China|

2022-10-17 09:00:00 0

变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备。

含义

在实际应用场合中，有些场合需要将交流电源变成直流电源，这就是整流电路。在另外一些场合则需要将直流电源变成交流电源，这种对应于整流的逆向过程，定义为逆变电路。在一定条件下，一套晶闸管电路既可以作整流电路又可作逆变电路，这种装置称为变流器。包括整流器（交流变直流<AC/DC>）、逆变器（直流变交流<DC/AC>)、交流变流器(交流变频器<AC/AC>)和直流变流器（直流斩波器<DC Chopper>）。

构成原理

变流器除主电路(分别为整流电路、逆变电路、交流变换电路和直流变换电路）外，还需有控制功率开关元件通断的触发电路（或称驱动电路）和实现对电能调节、控制的控制电路。变流器的触发电路包括脉冲发生器和脉冲输出器两部分。前者根据控制信号的要求产生一定频率、一定宽度或一定相位的脉冲；后者将此脉冲的电平放大为适合变流器中功率开关元件需要的驱动信号。

触发电路按控制的功能可分为相控触发电路（用于可控整流器、交流调压器、直接降频器和有源逆变器）、斩控触发电路和频控触发电路。采用正弦波的频控电路不仅能控制逆变器的输出电压，还能改善输出电压的质量。

变流器的控制电路按控制方式分开环控制电路和闭环控制电路。前者主要用在要求不高的一些专用设备；后者具有自动控制和调节的作用，广泛应用在各种工作机械上。

按控制信号性质分模拟控制电路和数字控制电路。模拟信号最常采用的是直流电压和电流，便于用电的方法加以处理和变换；数字信号是一组信息参量具有离散值的不连续变化的信号。数字控制具有高精度，但电路较为复杂，价格昂贵。因此，实际上广泛应用的是数字模拟混合式控制电路。此外，采用微型计算机的控制电路也具有很多优点。

分类

变流器一般是电力电子元件实现的，作用是实现功率的传递。
一般用途变流器 converter，general purpose 由一个或多个电子开关器件和相关的元器件，与变压器、滤波器、换相辅助器件、控制器、保护和辅助部件(若有)组成的，用于改变一个或多个电气特性的电力变换用的工作单元。整流 rectifying-rectification 起交流变换成直流作用的变流器称为整流器，可以是不可控的或可控的。逆变 inverting,inversion 逆变器起直流变换成交流的作用。交流变流器converter,a. c. 将给定电压、频率和相数的交流电变换成不同电压、频率和/或相数的交流电的变流器。变频器 converter,adjustable frequency 用于改变频率的变流器。间接交流变流器(有直流环节变流器) converter,in directa .c .( converterd .c .l inked) 带中间直流环节的变流器。直接交流变流器converter,di recta .c . 无中间直流环节的变流器。外部换相变流器converter,externally commutated 换相电压由交流电源、交流负载或变流器之外的其他交流源提供的变流器。电网换相变流器converter,li ne-sidec ommutated 换相电压由交流输入提供的变流器。自换相变流器 converter,se lf-commutated 由变流器内部元件完成换相的变流器。负载换相变流器converter,lo ad-sidec ommutated 换相电压由交流负载提供的变流器。电压源型交流/交流变流器converter, a.c. /a.c. voltage source 提供基本上不受负载值影响且输出电压可调的变流器。电流源型交流/交流变流器converter, a.c. / a.c. currents ource 提供基本上不受负载值影响且输出电流可调的变流器。

电力分类

由晶闸管组成的电力变流器按所用换流方式的不同，可分为：

1、电源换流式变流器
2、负载换流式变流器
3、自换流式变流器

常见种类

常见的电力变流器有：

1、整流器，用于交流到直流的变流；
2、逆变器，用于直流到交流的变流；
3、交流变流器，用于交流变流；
4、直流变流器，用于直流变流。

谐波危害

整流器、逆变器、变频器等等变流器，运行过程中一方面产生谐波电流污染电网，另一方面输出电压含高次谐波向空间辐射高频电磁波，污染电磁环境。因此，使用变流器，尤其是大功率变流器时，应采取必要的谐波抑制及谐波治理。

两电平变流器输出波形示意图

对于变流器CAN通信总线抗干扰隔离应用，尤其是控制的上位机端口地与总线的屏蔽地之间往往存在着较高的共地电位差，需要加以隔离限流以减弱对CAN总线通信CANH+，CANL-的串扰。

多合一CAN总线抗干扰器地电位隔离滤波器消防车载电涌抑制降噪器

可用于电力变转应用上的变流器CAN通信总线抗干扰滤波器（具屏蔽地共地限流隔离功能）

产品特点

1. 支持CAN2.0A/B总线高达1Mbps的速率
2. 设备无需额外供电绿色环保设计
3. 低插入损耗，不大于3dB
4. 高达88dB的共模抑制比@1KHz
5. 50Hz超低频共模噪声及电涌抑制
6. 具有自我诊断能力（错误侦测）
7. 电涌抑制防雷瞬态钳位限流保护
8. 即插即用无温度漂移无电源二次污染
9. 整机-45度至+85度工业级温度
10. 支持CAN2.0A/B 显性隐性电平标准
11. 支持高达256节点负载终端125欧姆匹配
12. 输入出7.5mm宽大紧固含地接线镙丝头
13. CAN_HI(CAN+) CAN_LO(CAN-) I/O标识
14. 整机尺寸：90x38x22mm

工程安装
本产品无需电源，即插即用，工程环境如遇*且持续广谱干扰尤其是超低频工频干扰和电涌抑制二合一应用时建议用户于源端和结点端各加CAN总线抗干扰滤波保护器，以达到更加理想的抗干扰和保护效果。

产品应用
新能源充电桩、电力逆变变流PCS储能、BMS锂电池通信管理精密仪器仪表控制离合器变频器控制机器人控制车载控制精密机床机械动车-电气化火车 SCADA工业数据采集 LED照明智能控制户外景观灯控制驱动

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