本發(fā)明涉及低功率單相逆變電源中的軟啟動電路。

背景技術(shù)：

單相逆變電源的主電路拓?fù)錇檎麟娐芳幽孀冸娐?，逆變電路多為電壓型逆變，在整流電路輸出端也即逆變電路輸入端并?lián)有較大容值的母排電容，起到儲能穩(wěn)壓的作用。

逆變電路為四管h橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在低功率機(jī)型中，為提高整機(jī)可靠性，通常選用內(nèi)部集成封裝有多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管的功率模塊來構(gòu)成主電路。這種功率模塊包括絕緣柵雙極型晶體管模塊（igbt）、智能功率模塊（ipm）等。

對應(yīng)于低功率電源的商用功率模塊通常設(shè)計(jì)為六管三相橋的形式，四管h橋形式的非常少見。因此通常的設(shè)計(jì)方法是，選用六管三相橋功率模塊，利用其中的四管h橋構(gòu)成單相逆變電源的逆變主拓?fù)?，剩余的一相橋臂的兩管閑置不用。

由于有較大容值的母排電容的存在，電容連接在整流電路的輸出端，上電時(shí)，由于充電電流過大，將會對母排電容造成損害，因此，在單相逆變電源中必須設(shè)計(jì)軟啟動電路用于在上電階段實(shí)現(xiàn)對母排電容的緩慢充電，以降低電網(wǎng)沖擊電流，避免對整流電流和母排電容的損傷。

為了解決上述技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)中，通常是采用如圖1所示的軟啟動電路結(jié)構(gòu)，

現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路如圖1所示。圖1中，所述應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路包括整流電路2、六管三相橋功率模塊1、軟啟動電阻3和母排電容4。所述母排電容的正負(fù)端并接到功率模塊1的正端113和負(fù)端114，所述整流電路2的輸出正端21和功率模塊1的正端113之間串入一個(gè)軟啟動電阻3和一個(gè)繼電器5的并聯(lián)組合。所述功率模塊1的第三相橋臂的中點(diǎn)端117空置，其余第一相和第二相橋臂的中點(diǎn)端115和116作為逆變電源的輸出端。在上電階段，使繼電器5的觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，整流電路2通過軟啟動電阻3對母排電容4充電，由于充電回路上存在一個(gè)軟啟動電阻限流，可將母排電容4的充電電流限制在一個(gè)可以接受的范圍。隨著充電的進(jìn)行，充電電流逐步減小，直至母排電容4充滿，此時(shí)通過控制繼電器5閉合，軟啟動電阻3被旁路，此后逆變電路正常工作，從整流電路2汲取的電流通行的路徑變?yōu)槔^電器觸點(diǎn)。繼電器觸點(diǎn)為低阻抗低損耗路徑，電源能量可正常傳遞。

上述單相逆變電源電路的軟啟動電路中，繼電器的觸點(diǎn)容量需要與整流電路輸出電流值相匹配，因此，需要使用一個(gè)較大體積的大功率繼電器。增加了電路元件數(shù)量、整機(jī)重量、體積和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路，其結(jié)構(gòu)簡單，可省去一個(gè)大功率繼電器，從而降低電路元件數(shù)、整機(jī)重量、體積和成本。

本發(fā)明的一種應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路，可以通過如下兩個(gè)技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

方案一:

本發(fā)明的一種應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路，包括整流電路、功率模塊、軟啟動電阻和母排電容，其特征在于：所述功率模塊為六管三相橋功率模塊，所述整流電路的輸出正端直接連接到功率模塊的正端，所述整流電路的輸出負(fù)端直接連接到功率模塊的負(fù)端；所述軟啟動電阻的一端連接到所述功率模塊的正端，另一端連接到功率模塊的第三相橋臂的中點(diǎn)端；所述母排電容的正端連接到功率模塊的第三相橋臂的中點(diǎn)端，母排電容的負(fù)端連接到功率模塊的負(fù)端，即由功率模塊中第三相橋臂的上側(cè)開關(guān)管及其反并二極管的并聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)對軟啟動電阻的旁路；所述功率模塊的第一相和第二相橋臂的中點(diǎn)端作為逆變電源的輸出端。

方案二:

一種應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路，包括整流電路、功率模塊、軟啟動電阻和母排電容，其特征在于：所述功率模塊為六管三相橋功率模塊，所述整流電路的輸出正端直接連接到功率模塊的正端，所述整流電路的輸出負(fù)端直接連接到功率模塊的負(fù)端；所述軟啟動電阻的一端連接到功率模塊第三相橋臂的中點(diǎn)端，另一端連接到功率模塊的負(fù)端，母排電容的正端連接到功率模塊的正端，母排電容的負(fù)端連接到功率模塊的第三相橋臂的中點(diǎn)端，即由功率模塊中第三相橋臂的下側(cè)開關(guān)管及其反并二極管的并聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)對軟啟動電阻的旁路；所述功率模塊的第一相和第二相橋臂的中點(diǎn)端作為逆變電源的輸出端。

采用本發(fā)明技術(shù)方案的一種應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的軟啟動電路中節(jié)省了一個(gè)大功率的繼電器，使電源的電路結(jié)構(gòu)簡單、元件數(shù)量少，有效降低逆變電源的硬件成本；

2.本發(fā)明的軟啟動電路中節(jié)省了一個(gè)大功率的繼電器，顯著減小逆變電源的體積和重量。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路技術(shù)方案一的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；該實(shí)施例是基于功率模塊的第三相橋臂的上側(cè)開關(guān)管及其反并二極管實(shí)現(xiàn)對軟啟動電阻旁路的實(shí)施例。

圖3是是本發(fā)明應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路技術(shù)方案二的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；該實(shí)施例是基于功率模塊的第三相橋臂的下側(cè)開關(guān)管及其反并二極管實(shí)現(xiàn)對軟啟動電阻旁路的實(shí)施例。

圖1-3中，圖中1為六管三相橋功率模塊，101~106為模塊中開關(guān)管，107~112為模塊中反并二極管，113為功率模塊正端，114為功率模塊負(fù)端，115、116、117均為功率模塊三相橋臂中點(diǎn)端，2為整流電路，21為整流電路輸出正端，22為整流電路輸出負(fù)端，3為軟啟動電阻，4為母排電容，5為繼電器。

現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路如圖1所示。圖1中，所述應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路包括整流電路2、六管三相橋功率模塊1、軟啟動電阻3和母排電容4。所述母排電容的正負(fù)端并接到功率模塊1的正端113和負(fù)端114，所述整流電路2的輸出正端21和功率模塊1的正端113之間串入一個(gè)軟啟動電阻3和一個(gè)繼電器5的并聯(lián)組合。所述功率模塊1的第三相橋臂的中點(diǎn)端117空置，其余第一相和第二相橋臂的中點(diǎn)端115和116作為逆變電源的輸出端。在上電階段，使繼電器5的觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，整流電路2通過軟啟動電阻3對母排電容4充電，由于充電回路上存在一個(gè)軟啟動電阻限流，可將母排電容4的充電電流限制在一個(gè)可以接受的范圍。隨著充電的進(jìn)行，充電電流逐步減小，直至母排電容4充滿，此時(shí)通過控制繼電器5閉合，軟啟動電阻3被旁路，此后逆變電路正常工作，從整流電路2汲取的電流通行的路徑變?yōu)槔^電器觸點(diǎn)。繼電器觸點(diǎn)為低阻抗低損耗路徑，電源能量可正常傳遞。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

以下結(jié)合附圖2和具體實(shí)施例一對本發(fā)明的技術(shù)方案一做進(jìn)一步說明。

圖2是基于本發(fā)明的功率模塊的第三相橋臂的上側(cè)開關(guān)管及其反并二極管實(shí)現(xiàn)對軟啟動電阻旁路的實(shí)施例。本實(shí)施例的應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路包括整流電路2、六管三相橋功率模塊1、軟啟動電阻3和母排電容4。所述整流電路2的輸出正端21直接連接到功率模塊1的正端113，整流電路2的輸出負(fù)端22直接連接到功率模塊1的負(fù)端114，軟啟動電阻3的一端連接到功率模塊1的正端113，另一端連接到功率模塊1的第三相橋臂的中點(diǎn)端117，母排電容4的正端連接到功率模塊1的第三相橋臂的中點(diǎn)端117，負(fù)端連接到功率模塊1的負(fù)端114，功率模塊1的其余兩個(gè)橋臂中點(diǎn)端115和116作為逆變電源的輸出端。所述六管三相橋功率模塊1中第一相橋臂和第二相橋臂的四個(gè)開關(guān)管101、104、102、105及其反并二極管107、110、108、111組成單相逆變拓?fù)洹?/p>

以下結(jié)合附圖2對本發(fā)明的應(yīng)用于低功率單相逆變電源中的軟啟動電路的實(shí)施例一的工作原理做一個(gè)詳細(xì)描述：

在上電階段，功率模塊1內(nèi)所有開關(guān)管101-106均處于截止?fàn)顟B(tài)，整流電路2通過軟啟動電阻3對母排電容4充電，由于充電回路上存在一個(gè)軟啟動電阻3限流，可將母排電容4的充電電流限制在一個(gè)可以接受的范圍。隨著充電的進(jìn)行，充電電流逐步減小，直至母排電容4充滿，此時(shí)通過控制功率模塊1內(nèi)開關(guān)管103導(dǎo)通，軟啟動電阻3被旁路，所述功率模塊1內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)管103及其反并二極管109的并聯(lián)組合構(gòu)成了一個(gè)可雙向通流的路徑，母排電容4的正端通過該低阻抗低損耗路徑連接到功率模塊1的正端113上，起到儲能穩(wěn)壓的作用,完成上電軟啟動過程。此后逆變電路可開始正常運(yùn)行。

實(shí)施例二：

圖3是本發(fā)明技術(shù)方案二的基于本發(fā)明的功率模塊的第三相橋臂的下側(cè)開關(guān)管及其反并二極管實(shí)現(xiàn)對軟啟動電阻旁路的實(shí)施例。

與圖2實(shí)施例的不同之處在于：軟啟動電阻3和母排電容4互換位置，即軟啟動電阻3的一端連接到功率模塊1的第三相橋臂的中點(diǎn)端117，另一端連接到功率模塊1的負(fù)端114，母排電容4的正端連接到功率模塊1的正端113，另一端連接到功率模塊1的第三相橋臂的中點(diǎn)端117。

以下結(jié)合附圖3對本實(shí)施例二的工作原理做一個(gè)詳細(xì)描述：

在上電階段，功率模塊1內(nèi)所有開關(guān)管101-106均處于截止?fàn)顟B(tài)，整流電路2通過軟啟動電阻3對母排電容4充電，由于充電回路上存在一個(gè)軟啟動電阻3限流，可將母排電容4的充電電流限制在一個(gè)可以接受的范圍。隨著充電的進(jìn)行，充電電流逐步減小，直至母排電容4充滿，此時(shí)通過控制功率模塊1內(nèi)開關(guān)管106導(dǎo)通，軟啟動電阻3被旁路，所述功率模塊1內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)管106及其反并二極管112的并聯(lián)組合構(gòu)成了一個(gè)可雙向通流的路徑，母排電容4的負(fù)端通過該低阻抗低損耗路徑連接到功率模塊1的負(fù)端114上，起到儲能穩(wěn)壓的作用,完成上電軟啟動過程。此后逆變電路可開始正常運(yùn)行。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依據(jù)本發(fā)明申請專利范圍所做的等效變化，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

采用本發(fā)明技術(shù)方案的軟啟動電路可以應(yīng)用于各種低功率的單相逆變電源中。