三相電壓型pwm整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路及其控制方法，軟啟動(dòng)電路包括：第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管、第一電容、第二電容、DSP處理器；所述的第七開(kāi)關(guān)管的集電極與三相整流橋正極輸出端、第八開(kāi)關(guān)管的集電極連接在一起，第七開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極與第一電容的陽(yáng)極相連；所述第八開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極與第二電容的陽(yáng)極、負(fù)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(fù)載的另一端、第一電容的陰極連接在一起。本發(fā)明的三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路通過(guò)對(duì)第一電容兩端電壓分級(jí)充電，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)速度快。
【專利說(shuō)明】三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及三相整流技術(shù)，尤其涉及三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]三相電壓型PWM整流器具有單位功率因數(shù)、電流諧波低、能量雙向流動(dòng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前電力電子領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題之一。三相電壓型PWM整流器的軟啟動(dòng)技術(shù)是三相電壓型PWM整流器使用化的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于直流側(cè)的大電容，使得電路啟動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流，不僅影響電路中元器件的壽命，同時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成極大的影響。軟啟動(dòng)技術(shù)的主要目的就是減小啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，目前的軟啟動(dòng)電路常用限流電阻跟開(kāi)關(guān)管并聯(lián)或限流電阻跟繼電器并聯(lián)，該技術(shù)缺點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，特別對(duì)于大功率三相電壓型PWM整流器來(lái)說(shuō)啟動(dòng)時(shí)間將達(dá)IOs以上，同時(shí)軟啟動(dòng)結(jié)束后依然會(huì)出現(xiàn)較大的沖擊電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開(kāi)三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路及其控制方法，可消除啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，啟動(dòng)速度快。
[0004]本發(fā)明為達(dá)到上述目的，所采用的技術(shù)方案如下:
三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路，包括:第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管、第一電容、第二電容、DSP處理器；所述的第七開(kāi)關(guān)管的集電極與三相整流橋正極輸出端、第八開(kāi)關(guān)管的集電極連接在一起，第七開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極與第一電容的陽(yáng)極相連；所述第八開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極與第二電容的陽(yáng)極、負(fù)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(fù)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(kāi)關(guān)管和第八開(kāi)關(guān)管的柵極連接，DSP處理器通過(guò)IO 口輸出兩路信號(hào)控制第七開(kāi)關(guān)管和第八開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
[0005]優(yōu)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(shí)現(xiàn)。
[0006]用于上述的三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路的控制方法是:
在(K-1) t~Kt時(shí)，t為0.001s、.002s, DSP處理器中三相PWM電壓型整流器的直流側(cè)參考電壓設(shè)置成KU，U為5V~10V，此時(shí)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(dǎo)通第七開(kāi)關(guān)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(guān)斷第八開(kāi)關(guān)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(guān)斷第七開(kāi)關(guān)管，輸出另一路高電平導(dǎo)通第八開(kāi)關(guān)管，整流橋輸出的電壓給第一電容充電，消除第七開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)的整流橋上電壓尖峰，保護(hù)開(kāi)關(guān)管；上述K依次取1、2、3、……、η，循環(huán)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(cè)參考電壓設(shè)置實(shí)際控制要求的輸出電壓一致，進(jìn)行最后一次循環(huán)后，完成了三相PWM電壓型整流橋的軟啟動(dòng)。
[0007]所述整流橋輸出的電壓采用霍爾電壓傳感器進(jìn)行采樣。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)方案相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果:所述三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路，在起動(dòng)過(guò)程中先對(duì)小電容進(jìn)行充電，小電容充電到參考電壓后對(duì)大電容進(jìn)行充電，固定時(shí)限后增加參考電壓，重復(fù)上述操作，由于小電容充電時(shí)間明顯短于大電容，該電路特征在于啟動(dòng)速度快；
所述三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路，采用對(duì)小電容的分段充電可以避免充電電流的連續(xù)增長(zhǎng)，同時(shí)小電容的充電電流本身就比大電容小，所以該軟啟動(dòng)電路很好的消除了啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是包含本發(fā)明的軟啟動(dòng)電路的三相電壓型PWM整流器示意圖。
【具體實(shí)施方式】 [0010]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
[0011]如圖1所示，為包含本發(fā)明的軟啟動(dòng)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(kāi)關(guān)管IGBT1、第二開(kāi)關(guān)管IGBT2、第三開(kāi)關(guān)管IGBT3、第四開(kāi)關(guān)管IGBT4、第五開(kāi)關(guān)管IGBT5、第六開(kāi)關(guān)管IGBT6、軟啟動(dòng)電路1、負(fù)載
[0012]所述的軟啟動(dòng)電路I包括:第七開(kāi)關(guān)管IGBT7、第八開(kāi)關(guān)管IGBT8、第一電容C。、第二電容CpDSP處理器；所述的第七開(kāi)關(guān)管IGBT7的集電極與三相整流橋正極輸出端P+、第八開(kāi)關(guān)管IGBT8的集電極連接在一起，第七開(kāi)關(guān)管IGBT7的發(fā)射極與第一電容Ctl的陽(yáng)極相連；所述第八開(kāi)關(guān)管IGBT8的發(fā)射極與第二電容C1的陽(yáng)極、負(fù)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(fù)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(kāi)關(guān)管IGBT7和第八開(kāi)關(guān)管IGBT8的柵極連接，DSP處理器通過(guò)IO 口輸出兩路信號(hào)控制第七開(kāi)關(guān)管IGBT7和第八開(kāi)關(guān)管IGBT8的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
[0013]作為優(yōu)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(shí)現(xiàn)穩(wěn)定直流測(cè)電壓和抑制直流側(cè)諧波電壓。
[0015]上述軟啟動(dòng)電路的具體控制方法可以是:
①在Os、.0Ols時(shí)，把三相PWM電壓型整流器的直流側(cè)參考電壓設(shè)置成5V，此時(shí)如果整流橋輸出的電壓小于5V，DSP處理器輸出一路高電平導(dǎo)通第七開(kāi)關(guān)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(guān)斷第八開(kāi)關(guān)管IGBT8 ;相反若整流橋輸出的電壓大于5V，則DSP處理器輸出一路低電平關(guān)斷第七開(kāi)關(guān)管IGBT7，輸出另一路高電平導(dǎo)通第八開(kāi)關(guān)管IGBT8，整流橋輸出的電壓給第一電容Ctl充電，消除第七開(kāi)關(guān)管IGBT7關(guān)斷時(shí)的整流橋上電壓尖峰，保護(hù)開(kāi)關(guān)管；
②在0.0Ols^0.002s時(shí)，把三相PWM電壓型整流器的直流側(cè)參考電壓設(shè)置成10V，此時(shí)如果整流橋輸出的電壓小于10V，DSP處理器輸出一路高電平導(dǎo)通第七開(kāi)關(guān)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(guān)斷第八開(kāi)關(guān)管IGBT8 ;相反若整流橋輸出的電壓大于10V，則DSP處理器輸出一路低電平關(guān)斷第七開(kāi)關(guān)管IGBT7，輸出另一路高電平導(dǎo)通第八開(kāi)關(guān)管IGBT8，整流橋輸出的電壓給第一電容Ctl充電，消除第七開(kāi)關(guān)管IGBT7關(guān)斷時(shí)的整流橋上電壓尖峰，保護(hù)開(kāi)關(guān)管；③在0.002s^0.003s時(shí)，把三相PWM電壓型整流器的直流側(cè)參考電壓設(shè)置成15V，此時(shí)如果整流橋輸出的電壓小于15V，DSP處理器輸出一路高電平導(dǎo)通第七開(kāi)關(guān)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(guān)斷第八開(kāi)關(guān)管IGBT8 ;相反若整流橋輸出的電壓大于15V,則DSP處理器輸出一路低電平關(guān)斷第七開(kāi)關(guān)管IGBT7,輸出另一路高電平導(dǎo)通第八開(kāi)關(guān)管IGBT8，整流橋輸出的電壓給第一電容Ctl充電，消除第七開(kāi)關(guān)管IGBT7關(guān)斷時(shí)的整流橋上電壓尖峰，保護(hù)開(kāi)關(guān)管；
以此類推，直到三相PWM電壓型整流器的直流側(cè)參考電壓設(shè)置成600V時(shí)，DSP處理器輸出一路高電平導(dǎo)通第七開(kāi)關(guān)管IGBT7、輸出另一路低電平關(guān)斷第八開(kāi)關(guān)管IGBT8，當(dāng)整流橋輸出達(dá)到600V時(shí)，DSP處理器輸出一路低電平關(guān)斷第七開(kāi)關(guān)管IGBT7、輸出另一路高電平導(dǎo)通第八開(kāi)關(guān)管IGBT8，完成三相PWM電壓型整流橋的軟啟動(dòng)。
[0016]所述整流橋輸出的電壓采用霍爾電壓傳感器進(jìn)行采樣。
[0017] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下對(duì)本具體實(shí)施例做出各種修改或補(bǔ)充或者采用類似的方式替代，但是這些改動(dòng)均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此本發(fā)明技術(shù)范圍不局限于上述實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路，其特征在于包括:第七開(kāi)關(guān)管(IGBT7)、第八開(kāi)關(guān)管(IGBT8)、第一電容(C。)、第二電容(C1)和DSP處理器；所述的第七開(kāi)關(guān)管(IGBT7)的集電極與三相整流橋正極輸出端(P+)、第八開(kāi)關(guān)管(IGBT8)的集電極連接，第七開(kāi)關(guān)管(IGBT7)的發(fā)射極與第一電容(Ctl)的陽(yáng)極相連；第八開(kāi)關(guān)管(IGBT8)的發(fā)射極與第二電容(C1)的陽(yáng)極、負(fù)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(fù)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(kāi)關(guān)管(IGBT7)和第八開(kāi)關(guān)管(IGBT8)的柵極連接，DSP處理器通過(guò)IO 口輸出兩路信號(hào)控制第七開(kāi)關(guān)管(IGBT7)和第八開(kāi)關(guān)管(IGBT8)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路，其特征在于所述DSP處理器采用德州儀器公司2000系列的DSP處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路，其特征在于所述的第一電容(Ctl)為電解電容，電容值為100uF。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路，其特征在于所述的第二電容(C1)為電解電容，電容值為4700uF。
5.用于權(quán)利要求1所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路的控制方法，其特征是:在(K-1) t^Kt時(shí)，t為0.001s、.002s, DSP處理器中三相PWM電壓型整流器的直流側(cè)參考電壓設(shè)置成KU，U為5V~10V，此時(shí)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(dǎo)通第七開(kāi)關(guān)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(guān)斷第八開(kāi)關(guān)管(IGBT8);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(guān)斷第七開(kāi)關(guān)管(IGBT7),輸出另一路高電平導(dǎo)通第八開(kāi)關(guān)管(IGBT8),整流橋輸出的電壓給第一電容(Ctl)充電，消除第七開(kāi)關(guān)管(IGBT7)關(guān)斷時(shí)的整流橋上電壓尖峰，保護(hù)開(kāi)關(guān)管； 上述K為正整數(shù)，使K依次取1、2、3、……、n，循環(huán)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(cè)參考電壓設(shè)置實(shí)際控制要求的輸出電壓一致，進(jìn)行最后一次循環(huán)后，完成了三相PWM電壓型整流橋的軟啟動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利5所述的三相電壓型PWM整流器電壓分級(jí)軟啟動(dòng)電路的控制方法，其特征在于所述整流橋輸出的電壓采用霍爾電壓傳感器進(jìn)行采樣。
【文檔編號(hào)】H02M1/36GK103973090SQ201410135200
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】杜貴平, 朱天生, 方俊翔 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)