[發(fā)明專利]逆變器零電荷啟動(dòng)和停止電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310335613.6
• 申請(qǐng)日: 2013-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN103368370A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃志忠;張航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津瑞拓電子科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/36
• 分類號(hào): H02M1/36
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 韓奎勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于逆變器安全操作控制領(lǐng)域，尤其是一種逆變器零電荷啟動(dòng)和停止電路。

背景技術(shù)

高壓母線逆變技術(shù)具備低損耗、高效率的特點(diǎn)，因此目前絕大多數(shù)逆變器都采取高壓直流母線逆變結(jié)構(gòu)，即便是低壓小功率逆變器，也往往采取先升壓后逆變的方式，其中以DC300V-DC800V逆變技術(shù)最為常見，這是由于這一范圍內(nèi)電力電子器件選擇范圍寬廣。

但是，高壓母線的建立與撤離對(duì)于逆變控制又提出新的要求，人們過多關(guān)注逆變功能、效率、體積重量等等問題，而很少關(guān)注逆變啟動(dòng)、停止等邊界過程和靜態(tài)安全特性。目前，在逆變器領(lǐng)域由于缺乏嚴(yán)格的上電及撤電控制時(shí)序，使之在啟動(dòng)、停止、靜態(tài)都存在隱患。主要問題有以下三點(diǎn)：第一，開機(jī)過程存在主回路與控制回路上電的冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)。第二，停機(jī)過程存在電氣拉弧，高壓殘留電荷控制失效現(xiàn)象。第三，在逆變器靜態(tài)時(shí)，內(nèi)部滯留的高壓殘留電荷難以在短時(shí)間泄放，給人機(jī)操作帶來(lái)安全隱患。

圖1為直接母線逆變簡(jiǎn)圖。當(dāng)輸入空氣開關(guān)K1閉合后，控制回路立刻上電工作，主回路通過限流電阻R1對(duì)直流母線電容C緩充電，待電容充滿后，通過K2開關(guān)將電阻短接旁路，之后逆變器工作。圖2為DC/DC隔離逆變結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。當(dāng)輸入開關(guān)K1閉合后，控制回路立刻上電工作，通過DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)隔離，PWM控制逐步高壓母線，待母線電容充滿后，逆變電路工作。從中我們可以看出，逆變器的啟動(dòng)停止操作都是通過輸入空氣開關(guān)的分?jǐn)鄬?shí)現(xiàn)，在斷電后高壓殘留電荷泄放高過程中，逆變器件處于不受控狀態(tài)，逆變橋臂容易出現(xiàn)干擾導(dǎo)通現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種逆變器零電荷啟動(dòng)和停止電路。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種逆變器零電荷啟動(dòng)和停止電路，包括逆變器的限流電阻、直流母線電容、逆變控制電路，本發(fā)明的創(chuàng)新是：它將逆變器的供電分為主回路供電和控制回路供電兩部分，所述主回路供電是在電源正端與限流電阻之間的節(jié)點(diǎn)上連接由繼電器RY1和RY2串聯(lián)的電路，在電源正端與限流電阻和直流母線電容之間的節(jié)點(diǎn)上連接SSR靜態(tài)開關(guān)實(shí)現(xiàn)主回路供電控制，所述控制回路供電是在電源正負(fù)兩端之間連接啟動(dòng)停止電路，在電源正端與逆變控制電路之間串接繼電器RY4，啟動(dòng)停止電路通過外接啟動(dòng)按鍵和停止按鍵，經(jīng)由繼電器RY4控制逆變控制電路，從而引導(dǎo)逆變器的整機(jī)啟動(dòng)和停止，啟動(dòng)停止電路還與逆變控制電路連接，接收逆變控制電路的狀態(tài)回傳信號(hào)，實(shí)現(xiàn)故障時(shí)序控制，同時(shí)，在逆變器的輸出端連接輸出接觸器MOUT實(shí)現(xiàn)逆變器的輸出控制。

而且，所述啟動(dòng)停止電路由第一至第五單元構(gòu)成，其中第一單元為電源單元，是啟動(dòng)停止電路的工作電源，第二單元為啟動(dòng)停止操控單元，第三單元為主回路充電控制單元，第四單元為輸出控制單元，第五單元為靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元。

而且，所述第一單元包括DC300V電源供電給PWR端子，由PWR端子分為兩路，一路輸出至第五單元，另一路經(jīng)過開關(guān)電源模塊MK2，轉(zhuǎn)換成+12V、GND、-12V供電輸出，為整個(gè)電路提供電源，同時(shí)還在DCPWR端子處輸出，用于擴(kuò)展電路的供電,在電源模塊MK2的+12輸出與地之間并聯(lián)褪耦電容CX1、CX2、CX3。

而且，所述第二單元通過啟動(dòng)和停止按鍵，控制繼電器RY4觸點(diǎn)的通斷，建立逆變主板工作電源DC300V，并使逆變主板工作電源具備如下特點(diǎn)：建立同步于啟動(dòng)操作，撤離延遲于停止操作，屏蔽二次啟動(dòng)，第二單元中的輸出信號(hào)STR=0傳送至第三單元。

而且，所述第三單元接收到兩路信號(hào)，一路為逆變故障回傳信號(hào)FAULT=1，高電平表示故障態(tài)，低電平表示正常，另一路為信號(hào)STR=0，低電平表示啟動(dòng)，高電平表示停止，在啟動(dòng)狀態(tài)并且回傳無(wú)故障同時(shí)成立時(shí)，主回路充電開始啟動(dòng)工作：繼電器RY1觸點(diǎn)立刻閉合，主回路通過RY1、RY2、外接電阻R構(gòu)成的限流通道，向母線電容充電，待延時(shí)8秒后，驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV=1由低電平轉(zhuǎn)為高電平，將驅(qū)動(dòng)靜態(tài)開關(guān)SSR導(dǎo)通，第三單元的輸出信號(hào)DRV=1將分別傳送第四單元和第五單元。

當(dāng)信號(hào)STR=0轉(zhuǎn)為高電平，則說(shuō)明進(jìn)行了停止操作，其執(zhí)行結(jié)果為：繼電器RY1釋放，RY1常開觸點(diǎn)切斷限流通道，同時(shí)，信號(hào)DRV=1轉(zhuǎn)為低電平，靜態(tài)開關(guān)SSR關(guān)斷；

當(dāng)信號(hào)FAULT=1轉(zhuǎn)為高電平，則逆變器存在故障，其執(zhí)行結(jié)果為：繼電器RY2吸合，RY2常閉觸點(diǎn)切斷限流通道，同時(shí)，信號(hào)DRV=1轉(zhuǎn)為低電平，靜態(tài)開關(guān)SSR關(guān)斷。