[發明專利]一種浪涌電流抑制電路與方法

有效

• 申請號: 202010022437.0
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111342436B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 章治國;廖鳴宇;易嘉欣;杜吉祥;李山
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02J7/02;H02J7/04;H02J7/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

本發明公開了一種浪涌電流抑制電路與方法，抑制方法采用浪涌電流抑制電路進行抑制，浪涌電流抑制電路包括充電電路與數字控制芯片，充電電路用于獲取交流電并為輸出電容充電；充電電路包括晶閘管與驅動電路，晶閘管的門極端通過驅動電路從交流線上獲取導通驅動電壓；數字控制芯片中配置有脈沖式充電控制程序，脈沖式充電控制程序用于根據導通區間調制程序與導通時間點確定程序來控制充電電路對輸出電容進行脈沖式充電；導通區間調制程序，用于將晶閘管的導通區間調制為只在輸入交流電壓絕對值下降區間導通。本發明克服環境溫度對浪涌電流抑制效果的影響，結構精簡而巧妙。

技術領域

本發明涉及浪涌電流抑制技術領域，尤其涉及一種浪涌電流抑制電路，還涉及一種基于浪涌電流抑制電路的浪涌電流抑制方法。

背景技術

浪涌電流是電力電子裝置啟動過程中普遍存在的問題，在大功率應用場合尤為明顯，許多電路啟動時需要對后級輸出電容進行預充電來保證功率器件的可靠運行，因此在啟動瞬態會產生較大浪涌電流。

目前國內外最常用的浪涌電流限制方法是串聯負溫度系數熱敏限流電阻器，但仍存在一些問題，例如NTC電阻器的限流效果受環境溫度影響較大。在低溫(零下)啟動時，電阻過大，充電電流過小，開關電源可能無法啟動，如果在高溫啟動，電阻器的阻值過小，則可能達不到限制浪涌電流的效果；限流效果在短暫的輸入主電網中斷(約幾百毫秒數量級)時只能部分達到。在這個短暫的中斷期間，電解電容已被放電，而NTC電阻器的溫度仍然很高，阻值很小，在需要電源馬上重新啟動時，NTC無法有效地實現限流作用。盡管工業上常常使用繼電器延時換路的方式來提高系統效率，減小環境溫度對NTC電阻器影響。但其增加了變換器體積，與高功率密度的發展趨勢相違背，仍有可改進的地方。

發明內容

針對上述技術的不足，本發明提供了一種浪涌電流抑制電路，突破現有技術中浪涌電流抑制的原理，克服環境溫度對浪涌電流抑制效果的影響，結構精簡而巧妙。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：一種浪涌電流抑制電路，包括充電電路與數字控制芯片，充電電路用于獲取交流電并為輸出電容充電；充電電路包括晶閘管與驅動電路，晶閘管的陽極端用于從交流線上取電，晶閘管的陰極端用于給輸出電容送電，晶閘管的門極端通過驅動電路從交流線上獲取導通驅動電壓；

驅動電路包括串聯連接的分壓電路與開關電路；開關電路用于根據數字控制芯片的控制信號以接通或關斷驅動電路，晶閘管的陰極端與分壓電路的低電壓點連接，晶閘管的門極端與分壓電路的高電壓點連接，從而使得當驅動電路接通時，晶閘管的門極電壓高于陰極電壓而導通；

數字控制芯片中配置有脈沖式充電控制程序，脈沖式充電控制程序用于根據導通區間調制程序與導通時間點確定程序來控制充電電路對輸出電容進行脈沖式充電；所述導通區間調制程序，用于將晶閘管的導通區間調制為只在輸入交流電壓絕對值下降區間導通；所述導通時間點確定程序，用于根據電壓步進幅值確定出位于導通區間內的導通時間點，并使得第n個導通時間點對應的輸入交流電壓u_n的絕對值大于第n-1個導通時間點對應的輸入交流電壓u_n-1的絕對值。

進一步的，導通區間調制程序根據輸入交流電壓的波形圖獲取輸入交流電壓絕對值下降區間，并在輸入交流電壓絕對值下降區間內向驅動電路的開關電路發送接通信號，在輸入交流電壓絕對值上升區間內向開關電路發送關斷信號。

進一步的，還包括輸入電壓檢測模塊，用于實時檢測輸入交流電壓的相位與幅值并發送給數字控制芯片；數字控制芯片根據實時檢測到的輸入交流電壓的相位與幅值判斷是否到達導通時間點。