CN209313720U - 一种变频器上电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频器上电电路，包括整流电路、储能电路、上电缓冲电路、滤波电路和光耦隔离电路，采用可控硅DE替代继电器，可控硅两端并联电阻即可构成变频器上电缓冲电路，储能电路作为可控硅驱动电源，此电源相对其他电源单独给可控硅供电，保证可控硅不受干扰稳定可靠的工作。本实用新型提供的变频器上电电路无需使用多个并联的继电器，节省了PCB布板面积，且PCB布线更加简易合理，能实现变频器高功率密度设计。

Description

一种变频器上电电路

技术领域

本实用新型涉及变频器技术领域，尤其涉及一种应用于变频器的上电电路。

背景技术

变频器主回路中都有上电缓冲电路，现有技术方案中上电缓冲电路由继电器JK跟充电电阻R并联构成，由于变频器上点瞬间主电路电解电容的容抗很小，充电电阻R的作用就是抑制上电瞬间的冲击电流，该冲击电流最大电流为I=540/R，随着电容电压逐渐上升，充电电流逐渐减小为0，而继电器JK作用是当变频器上完电之后作为充电电阻旁路。

由于现有的上电缓冲电路中有继电器的存在，特别是对于中功率22KW～37KW的变频器，上电缓冲电路中需要要多达5个继电器并联使用，增加了PCB的布板面积跟及布板难度，受此限制，很难实现变频器高功率密度设计。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述上电缓冲电路很难实现变频器高功率密度设计的问题，提供一种应用于变频器的上电电路。一种变频器上电电路，包括：整流电路、储能电路、上电缓冲电路、滤波电路和光耦隔离电路。整流电路的输入端与电源R相，电源S相和电源T相连接。整流电路和滤波电路之间通过上电缓冲电路电连接，光耦隔离电路与滤波电路的输出端电性连接，光耦隔离电路的输出端电连接继电器并输出延时控制信号。

进一步的，上电缓冲电路包括若干电阻和可控硅DE，若干电阻之间互相并联，一端与可控硅DE的阳极电连接，另一端和可控硅DE的阴极电连接。可控硅DE的阴极与电阻的连接节点电连接整流电路的输出端，可控硅DE的控制极和阴极构成滤波电路的输入端。

优选的，上电缓冲电路中电阻的数量为七。

进一步的，储能电路包括充电电容C4，充电电容C4的正极与可控硅DE的阴极连接，充电电容C4的负极与整流电路的输入端连接。

优选的，充电电容C4为超级电容。

进一步的，整流电路为桥式整流电路，包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6共六个二极管。

进一步的，滤波电路包括第三电容C3、第十二电阻R12、二极管D2、第十四电阻R14、第十三电阻R13、第九电阻R9、第八电阻R8、晶体管Q1和第二电容C2。二极管D2的负极电连接可控硅DE的控制极，所述二极管D2的正极电连接可控硅DE的阴极，第三电容C3、第十二电阻R12分别和二极管D2并联；第十三电阻R13和第九电阻R9并联，一端电连接可控硅DE的控制极，另一端电连接晶体管Q1的集电极；第九电阻R9一端电连接晶体管Q1的发射极，另一端电连接晶体管Q1的基极；第二电容C2并联在滤波电路的输出端；第八电阻R8串联在滤波电路的正输出端。

进一步的，第二电容C2与滤波电路的正输出端的电连接节点位于第八电阻R8和第九电阻R9与晶体管Q1基极的电连接节点之间。

进一步的，光耦隔离电路包括光耦芯片U1、第十一电阻R11、第十电阻R10和第一电容C1。光耦芯片U1包括发光二极管及三极管，三极管的集电极连接滤波电路的正输出端，发射极连接到滤波电路的负输出端；发光二极管的正极与负极之间并联第十一电阻R11，正极与高电平VCC相连接，负极通过第十电阻R10与继电器连接，负极通过所述第一电容C1与地相连。

优选的，高电平VCC 的电压值为12伏。

本实用新型的工作原理为：相比于现有技术中的上电缓冲电路，本实用新型提供的电路在三相整流桥输出端采用可控硅替代继电器，可控硅两端并联电阻即可构成变频器上电缓冲电路。由于可控硅的输入端电连接整流输出高压端，因此可控硅供电电源需要安全隔离，因此本实用新型提供的电路上增加了储能电路作为可控硅驱动电源，此电源相对其他电源单独给可控硅供电，保证可控硅不受干扰稳定可靠的工作。

本实用新型的有益效果为：相比于现有技术，本实用新型提供的变频器上电电路无需使用多个并联的继电器，节省了PCB布板面积，且PCB布线更加简易合理，能实现变频器高功率密度设计。

附图说明

附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型一实施例提供的电路结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种变频器上电电路，包括整流电路1、上电缓冲电路2、储能电路3、滤波电路4和光耦隔离电路5。整流电路1和滤波电路4之间通过上电缓冲电路2电连接，光耦隔离电路5与滤波电路4的输出端电性连接，光耦隔离电路5的输出端电连接继电器RELAY并输出延时控制信号。

整流电路1为桥式整流电路，包括包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6共六个二极管。第三二极管VD3与第六二极管VD6、第二二极管VD2与第五二极管VD5、第一二极管VD1与第四二极管VD4分别串联连接；第一二极管VD1的正极与第四二极管VD4负极连接，第二二极管VD2的正极与第五二极管VD5的负极连接，第三二极管VD3的正极与第六二极管VD6的负极连接；第一二极管VD1与第四二极管VD4、第二二极管VD2与第五二极管VD5、第三二极管VD3与第六二极管VD6的中间节点分别连接至电源R相、电源S相和电源T相；第一二极管VD1、第二二极管VD2和第三二极管VD3的负极连接至直流母线P极，第四二极管VD4、第五二极管VD5和第六二极管VD6的正极连接至直流母线N极。

上电缓冲电路2包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和可控硅DE，七个电阻之间互相并联，一端与可控硅DE的阳极电连接，另一端和可控硅DE的阴极电连接。可控硅DE的阴极与电阻的连接节点电连接整流电路的输出端，可控硅DE的控制极和阴极构成滤波电路的输入端。

储能电路3包括超级电容C4，超级电容C4的正极与可控硅DE的阴极连接，超级电容C4的负极与整流电路的输入端连接。

滤波电路4包括第三电容C3、第十二电阻R12、二极管D2、第十四电阻R14、第十三电阻R13、第九电阻R9、第八电阻R8、晶体管Q1和第二电容C2。二极管D2的负极电连接可控硅DE的控制极，所述二极管D2的正极电连接可控硅DE的阴极，第三电容C3、第十二电阻R12分别和二极管D2并联；第十三电阻R13和第九电阻R9并联，一端电连接可控硅DE的控制极，另一端电连接晶体管Q1的集电极；第九电阻R9一端电连接晶体管Q1的发射极，另一端电连接晶体管Q1的基极；第二电容C2并联在滤波电路的输出端；第八电阻R8串联在滤波电路的正输出端；第二电容C2与滤波电路的正输出端的电连接节点位于第八电阻R8和第九电阻R9与晶体管Q1基极的电连接节点之间。

光耦隔离电路5包括光耦芯片U1、第十一电阻R11、第十电阻R10和第一电容C1。光耦芯片U1包括发光二极管及三极管，三极管的集电极连接滤波电路的正输出端，发射极连接到滤波电路的负输出端；发光二极管的正极与负极之间并联第十一电阻R11，正极与高电平VCC相连接，负极通过第十电阻R10与继电器连接，负极通过所述第一电容C1与地相连。

本实施例中，超级电容C4的型号为BRP002R8L106FA (2.8V，10F)，可控硅DE选用门极关断可控硅（GTO），三极管Q1选用NPN型三极管，光电芯片U1的型号为PS2501-1L，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7的阻值均为10kΩ，电阻R8、电阻R9、电阻R12、电阻R13和电阻R14的阻值分别为3.3kΩ、1.5kΩ、9kΩ、1.5kΩ和1kΩ，电阻R10和电阻R11的阻值分别为330Ω和3.3kΩ，电容C1、电容C2和电容C3均为电解电容，且电容C1、电容C2和电容C3的容值分别为30PF、0.1µF、30PF；高电平VCC的电压值为12V。

本实施例中，整流电路1、上电缓冲电路2、储能电路3、滤波电路4和光耦隔离电路5，整流电路1的三相输入端所接入的市电电压首先经过经过二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6共同构成的整流电路进行整流处理，整理电路的输出电压经过上电缓冲电路2再输入滤波电路4进行滤波处理，可以滤出市电输入时所产生的杂波，保证了变频器上所连接的设备进行正常运行，然后滤波电路输出的电压经过光耦隔离电路5转换成延时控制信号输出至继电器。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种变频器上电电路，包括整流电路、储能电路、滤波电路和光耦隔离电路，其特征在于：

所述整流电路的输入端与电源R相，电源S相和电源T相连接；

所述整流电路和滤波电路之间通过上电缓冲电路电连接；

所述上电缓冲电路包括若干电阻和可控硅（DE），所述若干电阻之间互相并联，一端与所述可控硅（DE）的阳极电连接，另一端和所述可控硅（DE）的阴极电连接；

所述可控硅（DE）的阴极与电阻的连接节点电连接所述整流电路的输出端，所述可控硅（DE）的控制极和阴极构成所述滤波电路的输入端；

所述储能电路包括充电电容（C4），所述充电电容（C4）的正极与所述可控硅（DE）的阴极连接，所述充电电容（C4）的负极与所述整流电路的输入端连接；

所述光耦隔离电路与滤波电路的输出端电性连接，所述光耦隔离电路的输出端电连接继电器（RELAY）。

2.根据权利要求1所述一种变频器上电电路，其特征在于：所述整流电路为桥式整流电路，包括第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）、第三二极管（VD3）、第四二极管（VD4）、第五二极管（VD5）和第六二极管（VD6）。

3.根据权利要求2所述一种变频器上电电路，其特征在于：

第三二极管（VD3）与第六二极管（VD6）、第二二极管（VD2）与第五二极管（VD5）和第一二极管（VD1）与第四二极管（VD4）分别串联连接；

第一二极管（VD1）的正极与第四二极管（VD4）负极连接，第二二极管（VD2）的正极与第五二极管（VD5）的负极连接，第三二极管（VD3）的正极与第六二极管（VD6）的负极连接；

第一二极管（VD1）与第四二极管（VD4）、第二二极管（VD2）与第五二极管（VD5）、第三二极管（VD3）与第六二极管（VD6）的中间节点分别连接至电源R相、电源S相和电源T相；

第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）和第三二极管（VD3）的负极连接至直流母线P极，第四二极管（VD4）、第五二极管（VD5）和第六二极管（VD6）的正极连接至直流母线N极。

4.根据权利要求1所述一种变频器上电电路，其特征在于：

所述滤波电路包括第三电容（C3）、第十二电阻（R12）、二极管（D2）、第十四电阻（R14）、第十三电阻（R13）、第九电阻（R9）、第八电阻（R8）、晶体管（Q1）和第二电容（C2）；

所述二极管（D2）的负极电连接所述可控硅（DE）的控制极，所述二极管（D2）的正极电连接所述可控硅（DE）的阴极，所述第三电容（C3）、第十二电阻（R12）分别和所述二极管（D2）并联；

所述第十三电阻（R13）和第九电阻（R9）并联，一端电连接所述可控硅（DE）的控制极，另一端电连接所述晶体管（Q1）的集电极；

所述第九电阻（R9）一端电连接所述晶体管（Q1）的发射极，另一端电连接所述晶体管（Q1）的基极；

所述第二电容（C2）并联在所述滤波电路的输出端；

所述第八电阻（R8）串联在所述滤波电路的正输出端。

5.根据权利要求4所述一种变频器上电电路，其特征在于：所述第二电容（C2）与所述滤波电路的正输出端的电连接节点位于所述第八电阻（R8）和所述第九电阻（R9）与所述晶体管（Q1）基极的电连接节点之间。

6.根据权利要求1所述一种变频器上电电路，其特征在于：

所述光耦隔离电路包括光耦芯片（U1）、第十一电阻（R11）、第十电阻（R10）和第一电容（C1）；

所述光耦芯片（U1）包括发光二极管及三极管；

所述三极管的集电极连接所述滤波电路的正输出端，发射极连接到所述滤波电路的负输出端；

所述发光二极管的正极与负极之间并联所述第十一电阻（R11），所述正极与高电平VCC相连接，所述负极通过所述第十电阻（R10）与继电器连接，所述负极通过所述第一电容（C1）与地相连。

7.根据权利要求6所述的一种变频器上电电路，其特征在于：所述高电平VCC 的电压值为12伏。

8.根据权利要求1所述一种变频器上电电路，其特征在于：所述可控硅（DE）并联的电阻的数量为七。