[發(fā)明專利]高容量電容組預(yù)充電電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810559397.6
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN108964219B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁樂;劉鑫;蔡子琨;王天風(fēng);喬天辰;田書欣;唐厚君;楊喜軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/02
• 分類號(hào): H02J7/02;H02J7/10
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發(fā)明提供了一種高容量電容組預(yù)充電電路，包括：整流模塊、分級(jí)充電模塊；所述整流模塊的輸入端連接交流電源，所述整流模塊的輸出端與所述分級(jí)充電模塊電連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后，向所述分級(jí)充電模塊傳輸直流電；所述分級(jí)充電模塊中包括電容組，用于接收外部的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)對所述電容組中的電容分別進(jìn)行單獨(dú)充電。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對整周波的軟上電功能，并有效限制上電電流，通過對電容組中電容的單獨(dú)預(yù)充電，使得充電電流大大降低。本發(fā)明整體控制邏輯簡單，電路易于實(shí)現(xiàn)，可適用于各種情景下的高容量電容組預(yù)充電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及高容量電容組預(yù)充電電路。

背景技術(shù)

在電力電子變換裝置中，特別是在大容量儲(chǔ)能逆變器當(dāng)中，通常需要用到大量的電解電容來濾波或者儲(chǔ)存能量。但是，在接通電源的時(shí)，電解電容的電壓會(huì)發(fā)生快速變化，這會(huì)形成大的上電電流，輕則引起保護(hù)動(dòng)作，重則可能擊穿甚至燒毀變換器。因此，需要在高容量電容組的預(yù)充電時(shí)實(shí)現(xiàn)軟上電。

目前，可以利用電流比較電路來限制開關(guān)管的電流，消除浪涌。但是，這種方法的缺點(diǎn)是需要增加電流檢測和電流比較電路，不適用于沒有電流限制功能的開關(guān)電源電路。而且電流限制值一般大于工作電流的最大值，若開始就以電流限制值工作，則會(huì)造成輸出過沖。

現(xiàn)有技術(shù)中，還可以通過電解電容與熱敏電阻構(gòu)成阻容充電支路，電解電容的電壓可緩慢上升，當(dāng)電解電容電壓上升至額定值后，分壓電壓觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，短接熱敏電阻，完成軟上電。但是，當(dāng)電解電容的容值比較大時(shí)，采用上述方法會(huì)使得預(yù)充電的時(shí)間過長。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高容量電容組預(yù)充電電路。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種高容量電容組預(yù)充電電路，包括：整流模塊、分級(jí)充電模塊；其中：

所述整流模塊的輸入端連接交流電源，所述整流模塊的輸出端與所述分級(jí)充電模塊電連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后，向所述分級(jí)充電模塊傳輸直流電；

所述分級(jí)充電模塊中包括電容組，用于接收外部的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)對所述電容組中的電容分別進(jìn)行單獨(dú)充電。

可選地，所述整流模塊包括：第一功率二極管、第二功率二極管、第三功率二極管、第四功率二極管、濾波電容；所述第一功率二極管的正極分別連接交流電源的一端、第二功率二極管的負(fù)極，所述第一功率二極管的負(fù)極分別連接第三功率二極管的負(fù)極、濾波電容的一端，所述第三功率二極管的正極分別連接交流電源的另一端、第四功率二極管的負(fù)極，所述第二功率二極管的正極和所述第四功率二極管的正極均與所述濾波電容的另一端連接；其中，所述濾波電容的一端構(gòu)成所述整流模塊的輸出端的一端，所述濾波電容的另一端構(gòu)成所述整流模塊的輸出端的另一端。

可選地，所述分級(jí)充電模塊包括：第一熱敏電阻、N個(gè)電解電容、2N-1個(gè)可控開關(guān)、N-1個(gè)功率二極管，N為大于等于2的自然數(shù)；所述第一熱敏電阻的一端連接至所述整流模塊的輸出端的一端，所述第一熱敏電阻的另一端連接第1個(gè)電解電容的正極；所述第1個(gè)可控開關(guān)的兩端分別所述第一熱敏電阻的兩端相連，所述第1個(gè)可控開關(guān)根據(jù)第1個(gè)控制信號(hào)開啟或者斷開；所述第1個(gè)電解電容的負(fù)極分別與第1個(gè)功率二極管的正極、第2N-1個(gè)可控開關(guān)的一端相連，所述第2N-1個(gè)可控開關(guān)的另一端接地，所述第2N-1個(gè)可控開關(guān)根據(jù)第2N-1個(gè)控制信號(hào)開啟或者斷開；其中：

第i個(gè)可控開關(guān)的一端連接所述第一熱敏電阻的另一端，所述第i個(gè)可控開關(guān)的另一端分別連接第N+2-i個(gè)電解電容的正極、第N+1-i個(gè)功率二極管的負(fù)極；i＝2,3,4…N；所述第i個(gè)可控開關(guān)根據(jù)第i個(gè)控制信號(hào)開啟或者斷開；

第j個(gè)可控開關(guān)的一端分別連接所述第2N-j個(gè)電解電容的負(fù)極、所述第2N-j個(gè)功率二極管的正極，所述第j個(gè)可控開關(guān)的另一端接地；j＝N+1,N+2,N+3…,2N-2；所述第j個(gè)可控開關(guān)根據(jù)第j個(gè)控制信號(hào)開啟或者斷開。