[發明專利]三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201410135200.8
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103973090A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 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整流器電壓分級軟啟動電路。

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，該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。

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整流器電壓分級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。

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整流器電壓分級軟啟動電路，包括: 第七開關管、第八開關管、第一電容、第二電容、DSP處理器；所述的第七開關管的集電極與三相整流橋正極輸出端、第八開關管的集電極連接在一起，第七開關管的發射極與第一電容的陽極相連；所述第八開關管的發射極與第二電容的陽極、負載的一端連接在一起；所述第二電容的陰極與三相整流橋陰極輸出端、負載的另一端、第一電容的陰極連接在一起；所述DSP處理器與第七開關管和第八開關管的柵極連接，DSP處理器通過IO口輸出兩路信號控制第七開關管和第八開關管的開關狀態。

優選的，所述DSP處理器選用德州儀器公司2000系列的DSP處理器實現。

用于上述的三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路的控制方法是：

在(K-1)t~Kt時，t為0.001s~0.002s，DSP處理器中三相PWM電壓型整流器的直流側參考電壓設置成KU，U為5V~10V，此時如果整流橋輸出的電壓小于KU，DSP處理器輸出一路高電平導通第七開關管，整流橋輸出的電壓給第二電容充電，輸出另一路低電平關斷第八開關管；相反若整流橋輸出的電壓大于KU，則DSP處理器輸出一路低電平關斷第七開關管，輸出另一路高電平導通第八開關管，整流橋輸出的電壓給第一電容充電，消除第七開關管關斷時的整流橋上電壓尖峰，保護開關管；上述K依次取1、2、3、……、n，循環上述步驟，n為120~60，直到DSP處理器中三相PWM電壓型整流器的直流側參考電壓設置實際控制要求的輸出電壓一致，進行最后一次循環后，完成了三相PWM電壓型整流橋的軟啟動。

所述整流橋輸出的電壓采用霍爾電壓傳感器進行采樣。

與現有技術方案相比較，本發明具有以下優點和技術效果：

所述三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路，在起動過程中先對小電容進行充電，小電容充電到參考電壓后對大電容進行充電，固定時限后增加參考電壓，重復上述操作，由于小電容充電時間明顯短于大電容，該電路特征在于啟動速度快；

所述三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路，采用對小電容的分段充電可以避免充電電流的連續增長，同時小電容的充電電流本身就比大電容小，所以該軟啟動電路很好的消除了啟動時的沖擊電流。

附圖說明

圖1是包含本發明的軟啟動電路的三相電壓型PWM整流器示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施作進一步說明，但本發明的實施不限于此。

如圖1所示，為包含本發明的軟啟動電路的三相電壓型PWM整流器示意圖，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。