[發明專利]三相電壓型PWM整流器快速軟啟動電路及其控制方法

無效

• 申請號: 201410135059.1
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103956892A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 杜貴平;朱天生;方俊翔
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及三相整流技術，尤其涉及三相電壓型PWM整流器快速軟啟動電路及其控制方法，屬于電力電子交流技術領域。

背景技術

三相電壓型PWM整流器具有單位功率因數、電流諧波低、能量雙向流動等諸多優點，成為當前電力電子領域研究的熱點課題之一。三相電壓型PWM整流器的軟啟動技術是三相電壓型PWM整流器使用化的關鍵技術之一。由于直流側的大電容，使得電路啟動瞬間會產生較大的沖擊電流，不僅影響電路中元器件的壽命，同時會對電網造成極大的影響。軟啟動技術的主要目的就是減小啟動時的沖擊電流，目前的軟啟動電路常用限流電阻跟開關管并聯或限流電阻跟繼電器并聯，改技術缺點是啟動時間較長，特別對于大功率三相電壓型PWM整流器來說啟動時間將達10s以上，同時軟啟動結束后依然會出現較大的沖擊電流，并且該軟啟動電路在啟動時限流電阻的損耗較大。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明公開三相電壓型PWM整流器快速軟啟動電路及其控制方法，可消除啟動時的沖擊電流，啟動速度快、并且啟動時損耗小。

本發明為達到上述目的，所采用的技術方案如下：

三相電壓型PWM整流器快速軟啟動電路，其包括:第一小電容、第二大電容、第七開關管和用于控制第七開關管通斷的DSP處理器；所述第一小電容的陽極與三相整流橋正極輸出端、第七開關管的集電極連接在一起，陰極與三相整流橋負極輸出端、第二大電容的陰極、負載的一端連接在一起；所述第七開關管的發射極與第二大電容的陽極、負載的另一端連接在一起；所述DSP處理器通過IO口輸出一路信號控制第七開關管的開關狀態。

用于上述的三相電壓型PWM整流器快速軟啟動電路的控制方法是：電路啟動時，三相整流橋輸出的電壓給第一小電容迅速充電，由于第一小電容的容量很小，所以充電電流很小；同時DSP處理器輸出一路方波控制第七開關管的通斷；當DSP處理器輸出的方波的狀態為高電平時，第七開關管導通，三相整流橋輸出的電壓給第二大電容充電；當DSP處理器輸出的方波的狀態為低電平時，第七開關管關斷，此時第二大電容不充電；當第二大電容充電完成時，DSP處理器輸出高電平，使第七開關管一直導通；由于第二大電容是每隔一段時間充次電，所以充電電流也很小，這樣通過對第一小電容和第二大電容的配合充電，完成電路的軟啟動，有效抑制啟動時的沖擊電流。

與現有技術方案相比較，本發明具有以下優點和技術效果：

1、電路結構簡單，啟動速度快；

2、消除了啟動時的沖擊電流；

3、啟動損耗小。

附圖說明

圖1為包含本發明軟啟動電路的三相電壓型PWM整流器電路示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施作進一步說明，但本發明的實施和保護不限于此。

如圖1所示，為包含本發明軟啟動電路的三相電壓型PWM整流器電路示意圖，圖中包括三相交流電壓源Es、三相電抗器L、第一開關管IGBT1、第二開關管IGBT2、第三開關管IGBT3、第四開關管IGBT4、第五開關管IGBT5、第六開關管IGBT6、軟啟動電路1、負載R_L；所述的軟啟動電路1包括：第七開關管IGBT7、第一小電容C₀、第二大電容C₁、DSP處理器；所述的三相交流電壓源Es與三相電抗器L一端連接；所述的第一開關管IGBT1、第二開關管IGBT2、第三開關管IGBT3、第四開關管IGBT4、第五開關管IGBT5、第六開關管IGBT6組成三相整流橋；所述三相電抗器Ls的另一端分別與三相整流橋的3個橋臂中點（A、B、C）連接；所述第一小電容C₀的陽極與三相整流橋正極輸出端P+、第七開關管IGBT7的集電極連接在一起，陰極與三相整流橋負極輸出端P-、第二大電容C₁的陰極、負載R_L的一端連接在一起；所述第七開關管IGBT7的發射極與第二大電容C₁的陽極、負載R_L的另一端連接在一起；所述DSP處理器通過IO口輸出一路信號控制第七開關管IGBT7的開關狀態。

作為優選，所述DSP處理器選用德州儀器公司2000系列的DSP處理器。

所述的第一小電容C₀為小的電解電容，例如可選100uF的電解電容。

所述的第二大電容C₁為大的電解電容，例如可選4700uF的電解電容，實現穩定直流測電壓和抑制直流側諧波電壓。