CN215772912U - 一种直流负载软启动模块、电器设备以及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流负载软启动模块，包括第一限流装置和可控开关；直流负载热接到直流电源时，先通过第一限流装置为电容预充电，当电容两端电压达到预设值时，与电容并联的可控开关线圈处电压刚好达到吸合电压，可控开关触点闭合，将第一限流装置短路，直流负载接到直流电源上。由于预先为电容充电，所以接入时不会产生冲击电流，不会损坏直流负载。同时软启动模块无需采样电路和控制芯片，电路结构简单，成本低。

Description

一种直流负载软启动模块、电器设备以及系统

技术领域

本实用新型涉及直流负载软启动领域，特别地，涉及一种直流负载软启动模块、电器设备以及系统。

背景技术

在直流微网系统中，直流母线电压通常有DC750V、DC400V、DC200V等多个电压等级，这些电压等级还可以根据具体的直流微网系统有所变动，每种电压等级的直流母线可带相应电压等级的负载。在直流微网系统运行过程中有直流电器负载热接入直流母线时，由于负载侧有电容的存在，上电瞬间压差过大，产生冲击电流损坏电容或负载。为防止该问题的出现，需要在上电时先对直流侧电容进行预充电，实现上电过程软启动。但是现有的软启动都是采用的采样电路和控制芯片控制预充电，电路结构复杂，成本高。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种直流负载软启动模块、电器设备以及系统，以解决现有的软启动都是采用的采样电路和控制芯片控制预充电，电路结构复杂，成本高的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，

一种直流负载软启动模块，包括：

第一限流装置，设于直流电源和带电容的直流负载之间，用于为所述电容进行预充电；

可控开关，所述可控开关包括线圈和触点，所述触点并联在所述第一限流装置两端；所述线圈并联在所述电容两端，以便当所述线圈两端电压达到所述可控开关的吸合电压时，触点闭合以将所述第一限流装置短路。

进一步地，所述可控开关为接触器或继电器。

进一步地，还包括：第二限流装置，所述第二限流装置与所述线圈串联后并联在所述电容两端。

进一步地，所述第二限流装置包括多个并联的限流单元以及开关，所述开关用于选择其中一个限流单元与所述线圈串联后并联在所述电容两端。

进一步地，所述开关为多个独立开关，每个独立开关用于控制一个限流单元与所述线圈串联后并联在所述电容两端。

进一步地，所述开关包括一个动触点和多个静触点，每个所述静触点与一个限流单元连接。

进一步地，所述限流单元为电阻。

进一步地，任意两个电阻阻值不同。

进一步地，所述第二限流装置为可调电阻。

进一步地，所述第一限流装置为电阻。

第二方面，

一种电器设备，包括：

直流负载；以及，

如上述技术方案中任一项所述的模块。

第三方面，

直流电源；

如上述技术方案中任一项所述的模块；

直流负载；

所述直流负载通过所述模块连接所述直流电源

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请技术方案提供一种直流负载软启动模块、电器设备以及系统，包括第一限流装置和可控开关；直流负载热接到直流电源时，先通过第一限流装置为电容预充电，当电容两端电压达到预设值时，与电容并联的可控开关线圈处电压刚好达到吸合电压，可控开关触点闭合，将第一限流装置短路，直流负载接到直流电源上。由于预先为电容充电，所以接入时不会产生冲击电流，不会损坏直流负载。同时软启动模块无需采样电路和控制芯片，电路结构简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种直流负载软启动模块结构图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种直流负载软启动模块结构图；

图3是本实用新型实施例提供的一种具体的直流负载软启动模块电路原理图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种具体的直流负载软启动模块电路原理图；

图5是本实用新型实施例提供的一种电器设备结构框图；

图6是本实用新型实施例提供的一种直流负载软启动系统结构框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种直流负载软启动模块，包括：

第一限流装置11，设于直流电源12和带电容13的直流负载之间，用于为电容13进行预充电；

可控开关14，接触器包括线圈141和触点142，触点142并联在第一限流装置11两端；线圈141并联在电容13两端，以便当电容13两端电压达到接触器14的吸合电压时，触点142闭合以将第一限流装置11短路。

本实用新型实施例提供的一种直流负载软启动模块，包括第一限流装置和可控开关；直流负载热接到直流电源时，先通过第一限流装置为电容预充电，当电容两端电压达到预设值时，与电容并联的可控开关线圈处电压刚好达到吸合电压，可控开关触点闭合，将第一限流装置短路，直流负载接到直流电源上。由于预先为电容充电，所以接入时不会产生冲击电流，不会损坏直流负载。同时软启动模块无需采样电路和控制芯片，电路结构简单，成本低。

需要说明的是，热接是指系统在运行时，直流母线有直流高压，此时直流电器负载接入系统，即在系统不断电的情况下接入负载。

在实际使用过程中，可控开关为接触器或继电器，大电流时使用接触器，小电流时使用继电器。此外，电容13两端电压可能较大，而可控开关14的吸合电压较小，在电容13两端电压还未达到预设值时，可控开关14已达到吸合电压，从而触点142闭合将直流负载接入直流电源12，因此为了避免这一情况，本实用新型实施例还提供另一种直流负载软启动模块，如图2所示，还包括：第二限流装置15，第二限流装置15与线圈141串联后并联在电容13两端。通过第二限流装置15降低线圈141处电压。从而使电容13两端电压达到预设值时，线圈141处电压刚好为吸合电压。

本实用新型实施例提供一种具体的直流负载软启动模块，其中第二限流装置包括多个并联的限流单元以及开关，用于选择其中一个限流单元与所述线圈串联后并联在所述电容两端。优选地，限流单元为电阻。任意两个电阻阻值不同。这样同一个直流负载软启动模块可以根据开关的选择不同阻值的电阻，这样，电容两端电压即使预设值不同，也可以采用同一接触器来进行软启动。

可以理解的是，开关可以由多个独立开关组成，每个独立开关用于控制一个限流单元与所述线圈串联后并联在所述电容两端。此种方式需要保证每次只接一个限流单元。为了更使结构更简单，成本更低，开关包括一个动触点和多个静触点，每个所述静触点与一个限流单元连接。此种方式每次能够保证只有一个限流单元与线圈连接。

下面以直流负载热接入直流母线时为例进行说明，直流负载软启动模块内部电路结构如图3所示，其中包括：接触器K1、电阻R2、R3、R4、第一限流装置R1、开关K2；直流负载电容CLoad，

该电路是连接直流母线和负载的桥梁，其中A端对接直流母线,接线端子Bus_+/Bus_-、B端对接直流负载，接线端子Load_+/Load_-。接触器K1接入主回路，其线圈从直流负载侧取电，电阻R2/R3/R4为接触器线圈回路的限流电阻。开关K2根据直流母线电压可以调整接入1、2、3端口。第一限流装置限制充电电流大小。

当直流微电网系统运行直流负载热接入直流母线时，通过第一限流装置R1对负载侧电容CLoad进行充电，当电容CLoad上的电压达到设定值时，接触器K1闭合，将主回路第一限流装置R1短路，使其在系统运行时不产生功耗。

主回路接触器K1选用高压接触器，其线圈通过限流电阻R2/R3/R4可直接从输出侧取电，当负载侧电容CLoad两端电压达到接触器K1触点的吸合电压后，接触器K1触点闭合，完成整个预充电过程。

假设本实用新型实施例中选择线圈电压DC220V的接触器，其线圈内阻为14.5kΩ，最低吸合电压为75％*220V＝165V。1档对应DC200V直流母线，2档对应DC400V直流母线，3档对应DC750V直流母线。

例如：

当直流母线电压为DC200V时，开关打到1档位置，此时接触器K1线圈回路限流电阻为R2，设定负载侧电容CLoad充电至195V以上时接触器K1触点动作，则可选择线圈回路限流电阻R2为2.7kΩ。当直流负载热接入直流母线时，母线侧Bus_+、第一限流装置R1、负载电容CLoad，再到Bus_-，形成充电回路，当负载电容CLoad两端电压充到约195V时，接触器K1触点闭合，旁路R1，完成预充电过程；

当直流母线电压DC400V时，开关K2打到2档位置，此时接触器线圈回路限流电阻为R3，设定负载侧电容充电至DC390V以上时接触器K1触点动作，则可选择线圈限流电阻R3为20kΩ。当直流负载热接入直流母线时，母线侧Bus_+、第一限流装置R1、负载电容CLoad，再到Bus_-，形成充电回路，当负载电容两端电压充到约DC390V时，接触器K1触点闭合，旁路R1，完成预充电过程；

当直流母线电压DC750V时，选择开关K2打到3档位置，此时接触器线圈回路限流电阻为R4，设定负载侧电容充电至745V以上时接触器K1触点动作，则可选择线圈限流电阻R4为51kΩ。当直流负载热接入直流母线时，母线侧Bus_+、第一限流装置R1、负载电容CLoad，再到Bus_-，形成充电回路，当负载电容两端电压充到约DC745V时，接触器K1触点闭合，旁路R1，完成预充电过程；

需要说明的是，以上参数可根据母线电压等级和接触器选型参数的不同做调整。

作为上述实用新型实施例的一种可选实施例，如图4所示，本实用新型还提供另一种具体的软启动模块的电路，第二限流装置为可调电阻R5，示例性的，为电阻箱(电位器和滑动变阻器理论上也可以)。电阻箱可以在接不同直流母线时，设置不同的第二限流装置的电阻值，使软启动模块正常工作。图4电路原理与图3相同，在此不再进行参数举例计算和说明。

本实用新型实施例提供的该电路结构简单，不需增加控制信号和采样电路，不占用主控芯片资源，且电路中只有一个接触器，搭配限流电阻，降低成本。

本实用新型实施例中将该模块独立封装，对外预留有直流母线侧、负载侧各两个接线端子，可作为产品配件选配使用。

一个实施例中，本实用新型还提供一种电器设备，如图5所示，包括：

直流负载51；以及，

如上述实用新型实施例中提到的软启动模块52。

本实用新型实施例提供的电器设备，直流负载与软启动模块组合，在接入直流电源时，直接通过软启动模块接电器设备，不会产生大电流，损坏直流负载，能够保证电器设备安全。

一个实施例中，本实用新型还提供一种直流负载软启动系统，如图6所示，包括：直流电源61；

上述实用新型实施例中提到的软启动模块62；

直流负载63；

直流负载63通过软启动模块62连接直流电源61。

本实用新型实施例提供的直流负载软启动系统，通过软启动模块将直流负载接入直流电源中；上电瞬间压差不会过大，不会产生冲击电流损坏电容或负载。在上电时先对直流侧电容进行预充电，实现上电过程软启动。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或模块描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或模块可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例模块携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括模块实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种直流负载软启动模块，其特征在于，包括：

第一限流装置，设于直流电源和带电容的直流负载之间，用于为所述电容进行预充电；

可控开关，所述可控开关包括线圈和触点，所述触点并联在所述第一限流装置两端；所述线圈并联在所述电容两端，以便当所述线圈两端电压达到所述可控开关的吸合电压时，触点闭合以将所述第一限流装置短路。

2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于：所述可控开关为接触器或继电器。

3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，还包括：第二限流装置，所述第二限流装置与所述线圈串联后并联在所述电容两端。

4.根据权利要求3所述的模块，其特征在于：所述第二限流装置包括多个并联的限流单元以及开关，所述开关用于选择其中一个限流单元与所述线圈串联后并联在所述电容两端。

5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于：所述开关为多个独立开关，每个独立开关用于控制一个限流单元与所述线圈串联后并联在所述电容两端。

6.根据权利要求4所述的模块，其特征在于：所述开关包括一个动触点和多个静触点，每个所述静触点与一个限流单元连接。

7.根据权利要求4所述的模块，其特征在于：所述限流单元为电阻。

8.根据权利要求7所述的模块，其特征在于：任意两个电阻阻值不同。

9.根据权利要求3所述的模块，其特征在于：所述第二限流装置为可调电阻。

10.根据权利要求1所述的模块，其特征在于：所述第一限流装置为电阻。

11.一种电器设备，其特征在于，包括：

直流负载；以及，

如权利要求1-10任一项所述的模块。

12.一种直流负载软启动系统，其特征在于，包括：

直流电源；

如权利要求1-10任一项所述的模块；

直流负载；

所述直流负载通过所述模块连接所述直流电源。

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