CN205753965U - 双向晶闸管上电电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供双向晶闸管上电电路，包括：电解电容；双向晶闸管，其T1门极连接单相交流电源的火线；功率电阻，与双向晶闸管并联；二极管整流桥电路，包括：第一、二、三、及四功率二极管。第一功率二极管的阴极与第二功率二极管的阴极相连且连接电解电容的正极，以形成双向晶闸管上电电路的直流输出正极；第三功率二极管的阳极与第四功率二极管的阳极相连且接地，并连接电解电容的负极，以形成双向晶闸管上电电路的直流输出负极；第一功率二极管的阳极与第三功率二极管的阴极相连且连接双向晶闸管的T2门极；第二功率二极管的阳极与第四功率二极管的阴极相连，用于连接单相交流电源的零线。本申请结构简单、便于控制，能够实现电路的平稳上电。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路领域，特别是涉及双向晶闸管上电电路。
背景技术
对于变频家电和通讯电源等电力电子变换器设备，含有二极管整流桥、LC滤波电路等，需要考虑平稳上电问题，否则，在上电阶段，这些电力电子变换装置就会出现过流故障，造成后级变换器过压击穿和电源空气开关动作。
在常用的上电限流措施中，大都采用在交流或直流线路中增加限流电阻的方法，具体包括三种方式：(1)直流侧或交流火线上串联限流电阻，上电时限流，上电结束后时利用继电器自动切除；(2)直流侧或交流火线上串联PTC热敏电阻，利用其正温度特性，上电时限流，上电结束后利用继电器自动切除；(3)串联NTC热敏电阻，利用其负温度特性，在上电时限流，上电结束后保留。
然而，目前的上电限流措施，设计不够简单，没有达到成本低廉的效果。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供双向晶闸管上电电路，用于解决现有技术中实现平稳上电的电路结构不够简单、成本不够低廉等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种双向晶闸管上电电路，包括：电解电容EC；双向晶闸管VT，其T1门极用于连接单相交流电源ui的火线ACL；功率电阻PR，与所述双向晶闸管VT并联；二极管整流桥电路，包括：第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第四功率二极管PD4；其中，所述第一功率二极管PD1的阴极与所述第二功率二极管PD2的阴极相连且连接所述电解电容EC的正极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出正极；所述第三功率二极管PD3的阳极与第四功率二极管PD4的阳极相连且接地，并连接所述电解电容EC的负极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出负极；所述第一功率二极管PD1的阳极与所述第三功率二极管PD3的阴极相连且连接所述双向晶闸管VT的T2门极；所述第二功率二极管PD2的阳极与所述第四功率二极管PD4的阴极相连，用于连接所述单相交流电源ui的零线ACN。
于本实用新型一实施例中，所述双向晶闸管上电电路还包括：储能电感L，其一端与所述第一功率二极管PD1的阴极及所述第二功率二极管PD2的阴极相连，其另一端与所述电解电容EC的正极相连。
于本实用新型一实施例中，所述双向晶闸管上电电路还包括：滤波电容C、及滤波电阻R；所述滤波电容C串联所述滤波电阻R且与所述双向晶闸管VT并联。
于本实用新型一实施例中，所述电解电容EC的参数为：400V，2720μF。
于本实用新型一实施例中，所述双向晶闸管VT的参数为：600V，50A/100℃。
于本实用新型一实施例中，所述功率电阻PR的参数为：50Ω，10W。
于本实用新型一实施例中，所述第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第四功率二极管PD4的参数为：600V，25A/100℃。
于本实用新型一实施例中，所述储能电感L的参数为：1.0mH。
于本实用新型一实施例中，所述滤波电阻R的参数为：1kΩ，2W。
于本实用新型一实施例中，所述滤波电容C的参数为：0.22μF。
如上所述，本实用新型的双向晶闸管上电电路，可以应用于采用AC-DC变换器作为前级电路的应用领域，能够同时实现自动平稳上电和单相整流过程，具有结构简单、功能齐全、器件数量少、成本低廉等有益效果。
附图说明
图1显示为本实用新型一实施例的双向晶闸管上电电路结构图。
图2显示为本实用新型另一实施例的双向晶闸管上电电路结构图。
图3显示为本实用新型又一实施例的双向晶闸管上电电路结构图。
图4显示为图3的双向晶闸管上电电路不完全整流阶段工作原理图。
图5显示为图3的双向晶闸管上电电路完全整流阶段工作原理图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
第一实施例
请参阅图1，本申请的第一实施例提供一种双向晶闸管上电电路，包括：电解电容EC、双向晶闸管VT、功率电阻PR和二极管整流桥电路，其中，功率电阻PR与所述双向晶闸管VT并联，双向晶闸管VT的T1门极连接单相交流电源ui的火线ACL。
二极管整流桥电路包括：第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第四功率二极管PD4。所述第一功率二极管PD1的阴极与所述第二功率二极管PD2的阴极相连且连接所述电解电容EC的正极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出正极；所述第三功率二极管PD3的阳极与第四功率二极管PD4的阳极相连且接地，并连接所述电解电容EC的负极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出负极；所述第一功率二极管PD1的阳极与所述第三功率二极管PD3的阴极相连且连接所述双向晶闸管VT的T2门极；所述第二功率二极管PD2的阳极与所述第四功率二极管PD4的阴极相连，用于连接所述单相交流电源ui的零线ACN。
需要说明的是，本实施例中的各个电子元件可选用如下参数：
单相交流电源ui：220V；
额定负载功率：2.5kW；
双向晶闸管VT：600V，50A/100℃；
功率电阻PR：50Ω，10W，用于在上电过程中限流；
第一～第四功率二极管PD1～PD4：600V，25A/100℃，构成二极管整流桥；
电解电容EC：400V，2720μF，插件，用于储能和滤波，提供直流输出电压u0。
第二实施例
请参阅图2，本申请的第二实施例提供一种双向晶闸管上电电路，包括：电解电容EC、双向晶闸管VT、功率电阻PR、储能电感L和二极管整流桥电路，其中，功率电阻PR与所述双向晶闸管VT并联，双向晶闸管VT的T1门极连接单相交流电源ui的火线ACL。
二极管整流桥电路包括：第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第四功率二极管PD4。所述第一功率二极管PD1的阴极与所述第二功率二极管PD2的阴极相连且连接所述储能电感L的一端，所述储能电感L的另一端连接所述电解电容EC的正极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出正极；所述第三功率二极管PD3的阳极与第四功率二极管PD4的阳极相连且接地，并连接所述电解电容EC的负极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出负极；所述第一功率二极管PD1的阳极与所述第三功率二极管PD3的阴极相连且连接所述双向晶闸管VT的T2门极；所述第二功率二极管PD2的阳极与所述第四功率二极管PD4的阴极相连，用于连接所述单相交流电源ui的零线ACN。
需要说明的是，本实施例中的储能电感L可以选用的参数为：1.0mH，插件，用于储能和滤波。其他电子元件的参数可与第一实施例中所述的相同，在此不重复赘述。
第三实施例
请参阅图3，本申请的第三实施例提供一种双向晶闸管上电电路，包括：电解电容EC、双向晶闸管VT、功率电阻PR、储能电感L、滤波电容C、滤波电阻R及二极管整流桥电路，其中，功率电阻PR与所述双向晶闸管VT并联，所述滤波电容C串联所述滤波电阻R且与所述双向晶闸管VT并联，双向晶闸管VT的T1门极连接单相交流电源ui的火线ACL。
二极管整流桥电路包括：第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第四功率二极管PD4。所述第一功率二极管PD1的阴极与所述第二功率二极管PD2的阴极相连且连接所述储能电感L的一端，所述储能电感L的另一端连接所述电解电容EC的正极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出正极；所述第三功率二极管PD3的阳极与第四功率二极管PD4的阳极相连且接地，并连接所述电解电容EC的负极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出负极；所述第一功率二极管PD1的阳极与所述第三功率二极管PD3的阴极相连且连接所述双向晶闸管VT的T2门极；所述第二功率二极管PD2的阳极与所述第四功率二极管PD4的阴极相连，用于连接所述单相交流电源ui的零线ACN。
需要说明的是，本实施例中的滤波电阻R可以选用的参数为：1kΩ，2W，滤波电容C可以选用的参数为：0.22μF，用于构成RC支路，限制双向晶闸管VT端电压，即防止双向晶闸管VT两端出现电压峰值，从而以起到保护作用。其他电子元件的参数可与第一、二实施例中所述的相同，在此不重复赘述。
图4显示了本实施例中不完全整流阶段的工作原理：单相交流电源ui通过电阻PR、二极管整流桥(PD1～PD4)、滤波电感L、电解电容EC构成路径，电阻PR起到限流作用，此时双向晶闸管VT不导通。该上电状态由于二极管整流桥的作用，因而严格来讲也是整流状态。在实现平稳上电过程中，电解电容EC逐渐获得能量，端直流电压uo平稳上升直至单相交流电压ui的峰值附近。
图5显示了本实施例中完全整流阶段的工作原理：单相交流电源ui通过触发导通的晶闸管VT、二极管整流桥(PD1～PD4)、滤波电感L、电解电容EC构成路径。此时，晶闸管VT处于正常运行的状态，导通压降可以忽略。电解电容EC连续不断地获得能量，为后级提供直流电压uo。
整个双向晶闸管上电电路具体工作原理如下：
当单相交流电源ui(220V)接通时，首先通过功率电阻PR、二极管整流桥、储能电感L、电解电容EC构成充电支路，电解电容EC的电压缓慢上升，引起的网测电流较小，不至于引起电路故障。当电解电容EC的电压上升接近网压峰值时，即大致300V时，由外接的控制电路产生驱动电流送入双向晶闸管VT的T1门极，双向晶闸管VT导通，由此短接上电限流用的功率电阻PR，整流电路进入到完全自然整流状态，完成直流电压uo平稳上电过程。特别的，电解电容EC与二极管整流桥构成储能电感L的续流回路，从而保证电感电流释放时，电感电流不断续，始终有回路，避免产生浪涌电压。
综上所述，本实用新型的双向晶闸管上电电路，通过控制双向晶闸管VT，使其控制角设置为零度，可以实现平稳上电后对功率电阻PR的切除，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种双向晶闸管上电电路，其特征在于，包括：
电解电容EC；
双向晶闸管VT，其T1门极用于连接单相交流电源ui的火线ACL；
功率电阻PR，与所述双向晶闸管VT并联；
二极管整流桥电路，包括：第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第四功率二极管PD4；
其中，所述第一功率二极管PD1的阴极与所述第二功率二极管PD2的阴极相连且连接所述电解电容EC的正极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出正极；所述第三功率二极管PD3的阳极与第四功率二极管PD4的阳极相连且接地，并连接所述电解电容EC的负极，以形成所述双向晶闸管上电电路的直流输出负极；所述第一功率二极管PD1的阳极与所述第三功率二极管PD3的阴极相连且连接所述双向晶闸管VT的T2门极；所述第二功率二极管PD2的阳极与所述第四功率二极管PD4的阴极相连，用于连接所述单相交流电源ui的零线ACN。
2.根据权利要求1所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，还包括：储能电感L，其一端与所述第一功率二极管PD1的阴极及所述第二功率二极管PD2的阴极相连，其另一端与所述电解电容EC的正极相连。
3.根据权利要求2所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，还包括：滤波电容C、及滤波电阻R；所述滤波电容C串联所述滤波电阻R且与所述双向晶闸管VT并联。
4.根据权利要求1所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，所述电解电容EC的参数为：400V，2720μF。
5.根据权利要求1所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，所述双向晶闸管VT的参数为：600V，50A/100℃。
6.根据权利要求1所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，所述功率电阻PR的参数为：50Ω，10W。
7.根据权利要求1所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，所述第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第四功率二极管PD4的参数为：600V，25A/100℃。
8.根据权利要求2所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，所述储能电感L的参数为：1.0mH。
9.根据权利要求3所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，所述滤波电阻R的参数为：1kΩ，2W。
10.根据权利要求3所述的双向晶闸管上电电路，其特征在于，所述滤波电容C的参数为：0.22μF。
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2016
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