三相電壓型pwm整流器電壓分級軟啟動電路及其控制方法
2023-04-29 23:42:36 2
三相電壓型pwm整流器電壓分級軟啟動電路及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路及其控制方法，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。本發明的三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路通過對第一電容兩端電壓分級充電，實現軟啟動，啟動速度快。
【專利說明】三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路及其控制方法
【技術領域】
[0001] 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】
[0002]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。由於直流側的大電容，使得電路啟動瞬間會產生較大的衝擊電流，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衝擊電流，目前的軟啟動電路常用限流電阻跟開關管並聯或限流電阻跟繼電器並聯，該技術缺點是啟動時間較長，特別對於大功率三相電壓型PWM整流器來說啟動時間將達IOs以上，同時軟啟動結束後依然會出現較大的衝擊電流。
【發明內容】
[0003]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，可消除啟動時的衝擊電流，啟動速度快。
[0004]本發明為達到上述目的，所採用的技術方案如下:
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。
[0005]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。
[0006]用於上述的三相電壓型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、.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於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於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、……、η，循環上述步驟，η為120飛0，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，進行最後一次循環後，完成了三相PWM電壓型整流橋的軟啟動。
[0007]所述整流橋輸出的電壓採用霍爾電壓傳感器進行採樣。
[0008]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後對大電容進行充電，固定時限後增加參考電壓，重複上述操作，由於小電容充電時間明顯短於大電容，該電路特徵在於啟動速度快；
所述三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路，採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衝擊電流。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]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】 [0010]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於此。
[0011]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
[0012]所述的軟啟動電路I包括:第七開關管IGBT7、第八開關管IGBT8、第一電容C。、第二電容CpDSP處理器；所述的第七開關管IGBT7的集電極與三相整流橋正極輸出端P+、第八開關管IGBT8的集電極連接在一起，第七開關管IGBT7的發射極與第一電容Ctl的陽極相連；所述第八開關管IGBT8的發射極與第二電容C1的陽極、負載&的一端連接在一起；所述第二電容C1的陰極與三相整流 橋陰極輸出端P-、負載&的另一端、第一電容Ctl的陰極連接在一起；DSP處理器與第七開關管IGBT7和第八開關管IGBT8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IGBT7和第八開關管IGBT8的開關狀態。
[0013]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。
[0014]所述的第一電容Cci大的電解電容，例如可選IOOuF的電解電容.所述的第一電容仏為大的電解電容，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。
[0015]上述軟啟動電路的具體控制方法可以是:
①在Os、.0Ols時，把三相PWM電壓型整流器的直流側參考電壓設置成5V，此時如果整流橋輸出的電壓小於5V，DSP處理器輸出一路高電平導通第七開關管IGBT7，整流橋輸出的電壓給第二電容C1充電,輸出另一路低電平關斷第八開關管IGBT8 ;相反若整流橋輸出的電壓大於5V，則DSP處理器輸出一路低電平關斷第七開關管IGBT7，輸出另一路高電平導通第八開關管IGBT8，整流橋輸出的電壓給第一電容Ctl充電，消除第七開關管IGBT7關斷時的整流橋上電壓尖峰，保護開關管；
②在0.0Ols^0.002s時，把三相PWM電壓型整流器的直流側參考電壓設置成10V，此時如果整流橋輸出的電壓小於10V，DSP處理器輸出一路高電平導通第七開關管IGBT7，整流橋輸出的電壓給第二電容C1充電,輸出另一路低電平關斷第八開關管IGBT8 ;相反若整流橋輸出的電壓大於10V，則DSP處理器輸出一路低電平關斷第七開關管IGBT7，輸出另一路高電平導通第八開關管IGBT8，整流橋輸出的電壓給第一電容Ctl充電，消除第七開關管IGBT7關斷時的整流橋上電壓尖峰，保護開關管；③在0.002s^0.003s時，把三相PWM電壓型整流器的直流側參考電壓設置成15V，此時如果整流橋輸出的電壓小於15V，DSP處理器輸出一路高電平導通第七開關管IGBT7，整流橋輸出的電壓給第二電容C1充電,輸出另一路低電平關斷第八開關管IGBT8 ;相反若整流橋輸出的電壓大於15V,則DSP處理器輸出一路低電平關斷第七開關管IGBT7,輸出另一路高電平導通第八開關管IGBT8，整流橋輸出的電壓給第一電容Ctl充電，消除第七開關管IGBT7關斷時的整流橋上電壓尖峰，保護開關管；
以此類推，直到三相PWM電壓型整流器的直流側參考電壓設置成600V時，DSP處理器輸出一路高電平導通第七開關管IGBT7、輸出另一路低電平關斷第八開關管IGBT8，當整流橋輸出達到600V時，DSP處理器輸出一路低電平關斷第七開關管IGBT7、輸出另一路高電平導通第八開關管IGBT8，完成三相PWM電壓型整流橋的軟啟動。
[0016]所述整流橋輸出的電壓採用霍爾電壓傳感器進行採樣。
[0017] 本領域技術人員可以在不違背本發明的原理和實質的前提下對本具體實施例做出各種修改或補充或者採用類似的方式替代，但是這些改動均落入本發明的保護範圍。因此本發明技術範圍不局限於上述實施例。
【權利要求】
1.三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路，其特徵在於包括:第七開關管(IGBT7)、第八開關管(IGBT8)、第一電容(C。)、第二電容(C1)和DSP處理器；所述的第七開關管(IGBT7)的集電極與三相整流橋正極輸出端(P+)、第八開關管(IGBT8)的集電極連接，第七開關管(IGBT7)的發射極與第一電容(Ctl)的陽極相連；第八開關管(IGBT8)的發射極與第二電容(C1)的陽極、負載(?)的一端連接；第二電容(C1)的陰極與三相整流橋陰極輸出端(P-)、負載(?)的另一端、第一電容(Ctl)的陰極連接；所述DSP處理器與第七開關管(IGBT7)和第八開關管(IGBT8)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(IGBT7)和第八開關管(IGBT8)的開關狀態。
2.根據權利要求1所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路，其特徵在於所述DSP處理器採用德州儀器公司2000系列的DSP處理器。
3.根據權利要求1所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路，其特徵在於所述的第一電容(Ctl)為電解電容，電容值為100uF。
4.根據權利要求1所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路，其特徵在於所述的第二電容(C1)為電解電容，電容值為4700uF。
5.用於權利要求1所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路的控制方法，其特徵是:在(K-1) t^Kt時，t為0.001s、.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於KU，DSP處理器輸出一路高電平導通第七開關管(IGBT7)，整流橋輸出的電壓給第二電容(C1)充電，輸出另一路低電平關斷第八開關管(IGBT8);相反若整流橋輸出的電壓大於KU，則DSP處理器輸出一路低電平關斷第七開關管(IGBT7),輸出另一路高電平導通第八開關管(IGBT8),整流橋輸出的電壓給第一電容(Ctl)充電，消除第七開關管(IGBT7)關斷時的整流橋上電壓尖峰，保護開關管； 上述K為正整數，使K依次取1、2、3、……、n，循環上述步驟，η為120飛0，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，進行最後一次循環後，完成了三相PWM電壓型整流橋的軟啟動。
6.根據權利5所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級軟啟動電路的控制方法，其特徵在於所述整流橋輸出的電壓採用霍爾電壓傳感器進行採樣。
【文檔編號】H02M1/36GK103973090SQ201410135200
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】杜貴平, 朱天生, 方俊翔 申請人:華南理工大學