CN215897585U - 一种变频器低电压辅助启动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频器低电压辅助启动电路，包括辅助电路，电容C4，MOS管，二极管D4和二极管D5，以及控制主板；控制主板根据正极P(+)和负极N(‑)之间的直流电压，以通过驱动MOS管的开通或关断使辅助电路启动或停止工作，以实现通过辅助电路使变频器主回路启动，令变频器工作，或者辅助电路旁路，变频器主回路正常启动，令变频器工作。与现有技术相比，变频器在低电压输入情况下也能正常工作，同时避免了输入电压缓慢爬升过程中发生误报警而使变频器无法自动启动。

Description

一种变频器低电压辅助启动电路

技术领域

本实用新型涉及变频器技术领域，更具体地说涉及一种变频器低电压辅助启动电路。

背景技术

目前，通用AC380V电压等级的变频器为了满足电机惯性能量回灌的要求，惯性能量回灌到母线大电容回路中一般都会达到800Vdc左右的电压级别，所以对于AC380V电压等级的变频器，其内部的控制回路的开关电源的电压等级最高设计在900Vdc左右的级别，以避免在能量回灌时电源发生异常；由于较高的上限电压，导致下限电压无法设计太低，一般从高压下降到低压时开关电源能稳定的工作电压在100-150Vdc范围内，而从零电压上升到开关电源正常启动的电压，因启动负载较重的原因，一般在200-250Vdc。

在由太阳能光伏电池板或储能电池作为通用的AC380V电压等级变频器的供电电源，因太阳能光伏电池板在夜晚过渡到白天的过程中，光伏电源输出的直流电压可能仅有低于100Vdc或以下的情况，或者储能电池处于电能释放完成且未充电的情况，变频器由于电压太低而使内部的开关电源无法正常工作，而且，随着电压从低压到高压的爬升过程中，由于存在电压爬升缓慢的问题而会导致在开关电源启动电压停留太久，使变频器内部的控制系统处于启启停停的不稳定状态，容易导致变频器误报故障而停留在故障状态，从而导致变频器无法自动启动。

有鉴于此，本发明人在此基础上进行深入研究，遂有本案的产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种变频器低电压辅助启动电路，其能够使变频器在低电压输入的情况下也能正常工作，避免输入电压缓慢爬升过程中发生误报警而使变频器无法自动启动。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种变频器低电压辅助启动电路，包括辅助电路，电容C4，MOS管，二极管D4和二极管D5，以及用于根据输入电压以驱动或关断MOS管的控制主板；所述辅助电路包括电容C2、C3，二极管D2、D3，升压开关变压器、第一次级电压反馈电路和第一初级驱动保护电路，所述升压开关变压器的一次侧的第一引脚分别连接正极P(+)和二极管D4的阳极,所述二极管D4的阴极分别连接变频器主回路的输入端及通过所述电容C4连接负极N(-)，所述升压开关变压器的一次侧的第二引脚通过第一初级驱动保护电路连接所述MOS管的漏极，且所述升压开关变压器的一次侧的第五引脚分别连接电容C3的负极和所述第一初级驱动保护电路，所述升压开关变压器的一次侧的第六引脚通过二极管D3分别连接所电容C3的正极和所述第一初级驱动保护电路，所述升压开关变压器的二次侧的第三引脚分别连接电容C2的负极和负极N(-)，所述升压开关变压器的二次侧的第四引脚通过二极管D2分别连接电容C2的正极、所述二极管D5的阳极和所述第一次级电压反馈电路的输入端，所述第一次级电压反馈电路的检测输出端连接所述第一初级驱动保护电路的输入端，所述二极管D5的阴极分别连接所述变频器主回路的输入端及通过电容C4连接负极N(-)，所述MOS管的栅极连接所述控制主板的驱动端，所述MOS管的源极连接负极N(-)，所述升压开关变压器的二次侧的第四引脚连接二极管D5的阳极。

所述控制主板包括三极管T20、比较器U1、比较器U2、电容C5、二极管D6和若干个电阻，电压VC1分出三路，第一路通过电阻R3连接正极P(+),第二路通过所述二极管D6连接所述负极N(-),第三路通过所述电容C5连接负极N(-),所述比较器U2的同相输入端分出三路，第一路连接所述比较器U1的同相输入端，第二路通过电阻R4连接所述电压VC1，第三路通过电阻R5连接所述负极N(-),所述比较器U2的反相输入端分别通过电阻R6连接所述正极P(+)和通过电阻R7连接所述负极N(-),所述比较器U2的输出端分出三路，第一路连接所述比较器U1的反相输出端，第二路通过电阻R8连接所述正极P(+)，第三路通过电阻R9连接所述负极N(-)，所述比较器U1的输出端连接电阻R11的第二引脚，所述电阻R11的第一引脚分别连接所述三极管T20的基极和电阻R10的第二引脚，所述三极管的发射极和所述电阻R10的第一引脚均连接所述电压VC1，所述三极管的集电极分出两路，一路通过所述电阻R12连接所述负极N(-)，另一路通过电阻R13分别连接所述MOS管的栅极和电阻R14的第一引脚，所述电阻R14的第二引脚和所述MOS管的源极均连接所述负极N(-)。

所述升压开关变压器的第六引脚连接二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极分出三路，一路连接所述第一初级驱动保护电路，第二路通过电阻R2连接所述正极P(+)，第三路连接电容C3的正极，所述升压开关变压器的第五引脚分别连接所述第一初级驱动保护电路和所述电容C3的负极；所述升压开关变压器的二次侧的第四引脚通过二极管D2分别连接所述二极管D5的阳极和电容C2的正极，所述电容C2的负极连接所述负极N(-)；其中，所述辅助电路还包括第一次级电压反馈电路，所述电容C2的阳极通过所述第一次级电压反馈电路连接所述第一初级驱动保护电路。

还包括用于输出直流电压并形成所述正极P(+)和所述负极N(-)的电池，所述电池为太阳能光伏电池或储能电池。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：启动时，在正极P(+)和负极N(-)间的直流电压上升到一定程度时，控制主板驱动MOS管开通，以使辅助电路启动，并生成电压VC2通过二极管D5输入到变频器主回路中，以启动变频器工作中；在正极P(+)和负极N(-)间的直流电压继续上升后，控制主板驱动MOS管关闭，以使辅助电路停止工作，使电压VC2的电压下降到零，因二极管D5的隔离作用，使变频器主回路直接通过正极P(+)和负极N(-)间直流电压供电，以使辅助电路实现旁路；这样使得变频器在低电压输入情况下也能正常工作，同时避免了输入电压缓慢爬升过程中发生误报警而使变频器无法自动启动。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为本实用新型中内置式电路图；

图3为本实用新型中外置式电路图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

一种变频器低电压辅助启动电路，如图1-2所示，连接于控制主板和变频器回路之间，包括辅助电路，二极管D4和二极管D5，电容C4及N沟道的MOS管。

辅助电路包括升压开关变压器TF2，第一初级驱动保护电路，第一次级电压反馈电路，电容C2和C3，二极管D2和D3以及电阻R2，辅助电路的具体连接电路为：电阻R2的第一引脚、升压开关变压器TF2的一次侧的第一引脚和二极管D4的阳极均连接正极P(+),升压开关变压器TF2的第二引脚连接第一初级驱动保护电路的驱动端，升压开关变压器TF2的一次侧的第六引脚通过二极管D3分别连接电阻R2的第二引脚、第一初级驱动保护电路的电源端和电容C3的正极，升压开关变压器TF2的一次侧的第五引脚分别连接第一初级驱动保护电路的电源端和电容C3的负极，第一初级驱动保护电路的电源端连接MOS管SK1的漏极，MOS管SK1的源极连接负极N(-),MOS管的栅极连接控制主板的驱动端，电阻R2的第二引脚和二极管D3的阴极之间的连接点输出的为直流电压VC3；升压开关变压器TF2的二次侧的第四引脚通过二极管D2分别连接二极管D5的阳极、第一次级电压反馈电路的检测输入端和电容C2的正极，第一次级电压反馈电路的输出端连接第一初级驱动保护电路的输入端，二极管D2的阴极和二极管D5的阳极之间的连接点输出的为直流电压VC2，电容C2的负极和升压开关变压器TF2的二次侧的第三引脚均连接负极N(-)，其中，二极管D4的阴极分别连接变频器主回路和电容C4的正极，二极管D5的阴极分别连接变频器主回路和电容C4的正极，电容C4的负极连接负极N(-)。其中，直流电压VC2的额定电压设定为300Vdc,以满足通用AC380V电压等级变频器在200-250Vdc区间启动正常。本实用新型中的低电压指的是50Vdc-250Vdc。

在本实施例中，上述的第一初级驱动保护电路和第一次级电压反馈电路均为现有常规的电路，故不再展开叙述。

本实施例中，二极管D2、D3、D4和D5均为整流二极管；电容C3和C4均为滤波电容。

进一步说，还包括电池，此电池用于输出直流电压并形成上述的正极P(+)和负极N(-)，电池为太阳能光伏电池或储能电池。

上述的辅助电路的具体工作原理为，电阻R2为给第一初级驱动保护电路预充电提供回路，第一初级驱动保护电路预充电后，以驱动升压开关变压器TF2的一次侧绕组，建立直流电压VC3，以便由电阻R2供电转换成由二极管D3和电容C3主要供电，直流电压VC2的建立通过第一次级电压反馈电路实现。

进一步说，上述的控制主板包括PNP型的三极管T20，比较器U1、U2，电容C5，二极管D6和电阻R2-R14，直流电压VC1分出三路，第一路通过电容C5连接负极N(-)，第二路通过电阻R3连接正极P(+),第三路通过二极管D6连接负极N(-)，此二极管D6为稳压二极管，比较器U2的同相输入端分出三路，第一路通过电阻R4连接直流电压VC1，第二路通过电阻R5连接负极N(-)，第三路连接比较器U1的同相输入端，比较器U2的反相输入端分出两路，一路通过电阻R6连接正极P(+),另一路通过电阻R7连接负极N(-)，比较器U2的输出端分出三路，第一路通过电阻R8连接正极P(+)，第二路通过电阻R9连接负极N(-),第三路连接比较器U1的反相输入端，比较器U1的输出端通过电阻R11分别连接三极管T20的基极及电阻R10的第二引脚，电阻R10的第一引脚和三极管T20的发射极均连接直流电压VC1，三极管T20的集电极分出两路，一路通过电阻R12连接负极N(-),另一路通过电阻R13分别连接电阻R14的第一引脚和MOS管的栅极，电阻R14的第二引脚连接负极N(-)。

这样，直流电压VC1通过电阻R4和电阻R5以分压产生基准电压供给比较器U1和U2的同相端，电池通过电阻R6和电阻R7分压给比较器U2的反相端，且电池通过电阻R8和电阻R9分压给比较器U1的反相端，以用于生成两种工作状态，辅助启动和启动成功后旁路。

在辅助启动工作状态时，在正极P(+)和负极N(-)之间的直流电压上升大于50Vdc后，电阻R9两端的电压大于同相端时，比较器U1输出低电平，使三极管T20、电阻R10和R11构成的开关电路开通，三极管T20开通后直流电压VC1接入电阻R12的两端，并输出到MOS管SK1、电阻R13和电阻R14构成的高压开关电路，驱动MOS管SK1开通，当MOS管SK1开通后，辅助电路启动，生成300Vdc的直流电压VC2，并通过二级管D5输入到变频器主回路中，以启动变频器。

在启动成功切换切换旁路时，在正极P(+)和负极N(-)之间的直流电压继续上升超过300Vdc后，比较器U2反相端的电阻R7两端的电压大于比较器U1的同相端时，比较器U2输出低电平，使电阻R9两端的电压小于比较器U1的同相端时，三极管T20关闭，随后MOS管SK1关闭，辅助电路停止工作，直流电压VC2电压下降为零，因二极管D5的反隔离作用，电源切换到通过二极管D4进行供电，以启动变频器，并实现辅助电路旁路。

在本实施例中，电池有两种类型，第一种为用于输出直流电压的前述太阳能光伏电池或储能电池，即这种的电池使辅助电路置于变频器外(外置式)；第二种为电池为已经过交流转换成直流的电池，即增设有供电电源，辅助电路置于变频器主回路内(内置式)；下面对这两种方式进行详细描述。

第一种类型：如图3所示，辅助电路连接变频器主回路的整流单元。

第二种类型：如图2所示，辅助电路连接变频器主回路的主开关电源单元。

以上所述仅为本实施例的优选实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本实用新型的权利要求范围。

Claims (4)

1.一种变频器低电压辅助启动电路，其特征在于：包括辅助电路，电容C4，MOS管，二极管D4和二极管D5，以及用于根据输入电压以驱动或关断MOS管的控制主板；所述辅助电路包括电容C2、C3，二极管D2、D3，升压开关变压器、第一次级电压反馈电路和第一初级驱动保护电路，所述升压开关变压器的一次侧的第一引脚分别连接正极P(+)和二极管D4的阳极,所述二极管D4的阴极分别连接变频器主回路的输入端及通过所述电容C4连接负极N(-)，所述升压开关变压器的一次侧的第二引脚通过第一初级驱动保护电路连接所述MOS管的漏极，且所述升压开关变压器的一次侧的第五引脚分别连接电容C3的负极和所述第一初级驱动保护电路，所述升压开关变压器的一次侧的第六引脚通过二极管D3分别连接所电容C3的正极和所述第一初级驱动保护电路，所述升压开关变压器的二次侧的第三引脚分别连接电容C2的负极和负极N(-)，所述升压开关变压器的二次侧的第四引脚通过二极管D2分别连接电容C2的正极、所述二极管D5的阳极和所述第一次级电压反馈电路的检测输入端，所述第一次级电压反馈电路的输出端连接所述第一初级驱动保护电路的输入端，所述二极管D5的阴极分别连接所述变频器主回路的输入端及通过电容C4连接负极N(-)，所述MOS管的栅极连接所述控制主板的驱动端，所述MOS管的源极连接负极N(-)，所述升压开关变压器的二次侧的第四引脚连接二极管D5的阳极。

2.根据权利要求1所述的一种变频器低电压辅助启动电路，其特征在于：所述控制主板包括三极管T20、比较器U1、比较器U2、电容C5、二极管D6和若干个电阻，电压VC1分出三路，第一路通过电阻R3连接正极P(+),第二路通过所述二极管D6连接所述负极N(-),第三路通过所述电容C5连接负极N(-),所述比较器U2的同相输入端分出三路，第一路连接所述比较器U1的同相输入端，第二路通过电阻R4连接所述电压VC1，第三路通过电阻R5连接所述负极N(-),所述比较器U2的反相输入端分别通过电阻R6连接所述正极P(+)和通过电阻R7连接所述负极N(-),所述比较器U2的输出端分出三路，第一路连接所述比较器U1的反相输出端，第二路通过电阻R8连接所述正极P(+)，第三路通过电阻R9连接所述负极N(-)，所述比较器U1的输出端连接电阻R11的第二引脚，所述电阻R11的第一引脚分别连接所述三极管T20的基极和电阻R10的第二引脚，所述三极管的发射极和所述电阻R10的第一引脚均连接所述电压VC1，所述三极管的集电极分出两路，一路通过所述电阻R12连接所述负极N(-)，另一路通过电阻R13分别连接所述MOS管的栅极和电阻R14的第一引脚，所述电阻R14的第二引脚和所述MOS管的源极均连接所述负极N(-)。

3.根据权利要求1或2所述的一种变频器低电压辅助启动电路，其特征在于：所述升压开关变压器的第六引脚连接二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极分出三路，一路连接所述第一初级驱动保护电路，第二路通过电阻R2连接所述正极P(+)，第三路连接电容C3的正极，所述升压开关变压器的第五引脚分别连接所述第一初级驱动保护电路和所述电容C3的负极；所述升压开关变压器的二次侧的第四引脚通过二极管D2分别连接所述二极管D5的阳极和电容C2的正极，所述电容C2的负极连接所述负极N(-)；其中，所述辅助电路还包括第一次级电压反馈电路，所述电容C2的阳极通过所述第一次级电压反馈电路连接所述第一初级驱动保护电路。

4.根据权利要求3所述的一种变频器低电压辅助启动电路，其特征在于：还包括用于输出直流电压并形成所述正极P(+)和所述负极N(-)的电池，所述电池为太阳能光伏电池或储能电池。

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