[實用新型]一種軟啟動電路

有效

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• 申請日: 2010-12-02
• 公開（公告）號: CN201918894U
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳林;孫宗宇;仇建喜
• 申請（專利權）人: 浙江海得新能源有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所 33209
• 代理人: 陳紅

技術領域

本實用新型涉及一種軟啟動電路，主要用于直流-交流變換電力電子裝置的軟啟動。

背景技術

在交流/直流變換電力電子裝置領域，設備中普遍存在的軟啟動裝置，用于對母線電容充電的過程中，對充電電流進行限制，防止造成充電回路中：熔絲燒斷、二極管燒斷或者壽命損失、母線電容壽命損失等問題。已經(jīng)廣泛采用的成熟的軟啟動裝置有如下幾種：

1、串聯(lián)電阻軟啟動——通過在給母線電容充電這一時間段內(nèi)對主電路中串入一定阻值的電阻來限制沖擊電流。

2、晶閘管軟啟動——通過控制晶閘管的導通時間來控制母線電容充電電流沖擊的大小，通過導通時間逐漸增大的方式實現(xiàn)軟啟動。

3、串聯(lián)熱敏電阻軟啟動——此方法主要用在小功率電力電子裝置的軟啟動電路中，負溫度系數(shù)的電阻因為發(fā)熱而阻值降低，進而使主電路中的電流增大。

4、專用軟啟動變壓器或者充電電源——此種專用設備一般適用于超大功率的電力電子變換裝置，如高壓直流輸電站等。

在現(xiàn)今大規(guī)模使用的大功率電力電子設備中，上述的1、2兩種裝置被廣泛的采用，因為具有成本低、控制簡單、工作可靠、電路結構簡潔等優(yōu)點。但是也有不可避免的缺點：

1、??????串電阻啟動需要控制兩個接觸器——軟啟接觸器以及主電路中的接觸器，其中主接觸器的成本非常可觀；

在沒有采用半控器件的主電路中，使用晶閘管等半控器件進行軟啟動相當于增加相同額外的成本，而且晶閘管等半控器件還需要驅動，而此類半控器件的驅動為電流型驅動，與當今全控型IGBT的電壓型驅動無法兼容，進一步增加系統(tǒng)的復雜度和成本。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，而提供一種母線IGBT軟啟動電路的設計，省去主功率回路中的主接觸器和軟啟接觸器，用一個或者并聯(lián)兩個IGBT代替，以實現(xiàn)主電路器件成本的降低，占用體積的減少，提高電力電子裝置的功率密度。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是：該軟啟動電路，其特征在于由絕緣柵雙極型晶體管模塊和軟啟動電阻組成，絕緣柵雙極型晶體管模塊與軟啟動電阻并聯(lián)。

本實用新型所述絕緣柵雙極型晶體管模塊包括絕緣柵雙極型晶體管和反并聯(lián)二極管，反并聯(lián)二極管正極接絕緣柵雙極型晶體管發(fā)射極，反并聯(lián)二極管負極接絕緣柵雙極型晶體管集電極。

本實用新型所述絕緣柵雙極型晶體管模塊為并聯(lián)的兩個模塊。

本實用新型所述軟啟動電阻為并聯(lián)的兩個電阻。

本實用新型的有益效果是，節(jié)省了主接觸器和軟啟接觸器，節(jié)約了安裝空間和器件成本；減少了母線電容的充放電次數(shù)，延長了電容和軟啟動電阻的壽命；接觸器不容易出現(xiàn)電火花。缺點是母線銅排設計較為復雜，寄生電感容易偏大；維修時需要斷開前級的開關。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的電路結構圖。

圖2是本實用新型實施例應用時的系統(tǒng)結構圖。

圖3是圖2絕緣柵雙極型晶體管模塊斷開時的系統(tǒng)等效電路結構圖。

圖4是圖2絕緣柵雙極型晶體管模塊閉合時的系統(tǒng)等效電路結構圖。

具體實施方式

結合附圖及實施例對本實用新型進行進一步詳盡的描述。

參見圖1、圖2，本實施例由串聯(lián)于直流母線上IGBT開關電路3和直流母線電容濾波電路4之間的絕緣柵雙極型晶體管模塊1（稱為母線IGBT）和與此絕緣柵雙極型晶體管模塊1并聯(lián)的軟啟動電阻2組成。所述絕緣柵雙極型晶體管模塊1包括絕緣柵雙極型晶體管D1和反并聯(lián)二極管D2，反并聯(lián)二極管D2正極接絕緣柵雙極型晶體管D1發(fā)射極，也就是直流母線電容濾波電路4的輸入端，反并聯(lián)二極管D2負極接絕緣柵雙極型晶體管D1集電極，也就是IGBT開關電路3的直流輸出端。

其工作原理如下：

當電力電子設備前級串聯(lián)的輸入開關合上之后，控制邏輯初始控制母線IGBT為斷開狀態(tài)，電路拓撲結構如圖3所示，電網(wǎng)輸入交流電經(jīng)過絕緣柵雙極型晶體管D1的反并聯(lián)二極管D2不控整流之后，形成的脈動直流電壓通過軟啟動電阻2對直流母線電容濾波電路4電容進行充電。由于軟啟動電阻2本身具備一定的阻值，因此，給直流母線電容濾波電路4電容的充電電流被限制到一個電路中各個器件都能在一定時間內(nèi)重復承受的值，并且隨著直流母線電容濾波電路4電容中儲存的電荷的增多，直流母線電壓開始逐漸升高，充電電流相應逐漸減小。當直流母線電壓上升到一定值的時候，此時母線IGBT導通，軟啟動電阻2被旁路掉，電路的拓撲結構變成如圖4所示。