一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路制造技术

一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路，可实现三相桥式半控整流电路的预充电和母线电压的调节。主要包括DSP控制器、巴特沃兹低通滤波电路、同步检测环节、移相控制芯片、驱动电路，实现了通过DSP主控芯片输出PWM波的占空比调节母线电压的大小，从而减小了启动时电容的充电电流。实现了三相桥式半控整流电路的预充电，降低了大功率逆变器装置的成本。同时，在逆变器工作时，能够检测三相进线电流是否过流，三相进线电压是否缺相，能够把故障信号反馈给DSP控制器，保证了逆变器的安全工作。本发明专利技术具有控制灵活，充电效果好，经济实用，保护功能完善，性能可靠的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于大功率逆变器的预充电和母线电压的调节的三相桥式半控整流触发电路，尤其涉及一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路。
技术介绍
如图1所示为传统的三相桥式半控整流电路控制原理图，通过三相桥式半控整流触发器输出晶闸管触发脉冲来控制整流电路的晶闸管工作，从而输出直流电压。 预充电就是由电源向逆变器装置中的直流母线电容充电的过程。因为直流母线上有大电容存在，当电源接通瞬间，电容两端的电压不会突变，而电容两端的电流会突变，电容两端相当于短路，此时如果没有预充电电路，整流电路的功率器件就会因短路而损坏。预充电电路起到了限制电源接通瞬间电容充电电流的作用，以保护整流电路的功率器件不会因电流冲击过大而损坏。传统的逆变器预充电电路采用在主回路交流接触器触点旁跨接预充电电阻的方案。该方案存在以下缺点： 1、在逆变器需要频繁启动的场合，接触器也要频繁的闭合、断开，长期工作不仅减少接触器的寿命，而且会因触头氧化、接触不良、机械磨损等原因影响设备正常工作。 2、接触器作为该预充电方案的主要元件，随着逆变器功率的增加，容量也需要相应增加，对于整个逆变器设备来说提高了成本。 3、大容量的接触器增加了设备的体积和重量。 4、启动电流较大，对器件有一定的冲击。 本专利技术实现了三相桥式半控整流电路的预充电，通过控制整流桥的输出电压，进而控制充电电流的大小，减小了启动电流。省去了交流接触器和预充电电阻，且控制灵活。并且在逆变器工作过程中，三相桥式半控整流触发电路可以调节母线电压大小，通过保护电路监测进线侧故障状态，使得系统在进线侧故障时能够可靠保护。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路，可实现半控整流电路的预充电和母线电压的调节。 技术方案：一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路，包括移相控制电压发生电路、移相触发脉冲发生电路以及驱动电路；其中： 所述移相控制电压发生电路用于输出幅值可调的直流电压到移相触发脉冲发生电路； 所述移相触发脉冲发生电路包括第一至第三同步变压器以及第一至第三移相控制芯片；三相桥式半控整流主电路的三相输入电压UAB、UBC、UCA分别经所述第一至第三同步变压器转换成相位互差120°的三相交流电后，对应接入第一至第三移相控制芯片；所述第一至第三移相控制芯片分别根据输入的单相交流电生成锯齿波电压，当所述锯齿波电压达到所述移相控制电压发生电路输出的直流电压幅值时，所述第一至第三移相控制芯片输出相位互差120°的触发脉冲信号到所述驱动电路，驱动三相桥式半控整流主电路的晶闸管工作。 进一步的，所述移相控制电压发生电路包括DSP控制芯片、电压转换芯片、反相器、电压跟随器以及巴特沃兹低通滤波器；所述DSP控制芯片用于输出占空比为10％～90％的PWM电压，所述电压转换芯片用于将PWM电压转换成平均值为1.5V～13.5V的PWM电压后，输入所述反相器进行电压反相得到平均值为13.5V～1.5V的PWM电压，经反相后的PWM电压经所述电压跟随器后输入所述巴特沃兹低通滤波器，所述巴特沃兹低通滤波器将PWM电压转换成13.5V～1.5V稳定的直流电压到移相触发脉冲发生电路。 进一步的，所述触发电路还包括过流保护电路，当三相桥式半控整流主电路的进线电流过流时，所述过流保护电路用于产生低电平的过流故障信号后输出到所述DSP控制芯片。 进一步的，所述过流保护电路包括三路电流采样电路和迟滞比较器；所述每路电流采样电路包括电流互感器、采样电阻、电压跟随器以及绝对值转换电路，通过所述电流互感器将进线电流转换为0～100mA的电流信号后，通过连接所述互感器的采样电阻采样得到交流电压信号，所述交流电压信号经电压跟随器输入绝对值转换电路，将所述交流电压转换为直流电压，所述三路电流采样电路输出的三路直流电压信号相加后输入到迟滞比较器，所述迟滞比较器将接收到的电压和参考值比较后输出电平信号。 进一步的，所述触发电路还包括缺相保护电路，当三相桥式半控整流主电路的进线电压发生缺相故障时，所述缺相保护电路用于产生低电平缺相故障信号后输出到所述DSP控制芯片。 进一步的，所述缺相保护电路包括三路电压采样电路、充电电路以及第二比较器；所述每路电压采样电路包括一个光耦和一个第一比较器，三相桥式半控整流主电路的进线相电压通过光耦合接入第一比较器，三个第一比较器通过与逻辑输出，当进线电压正常时比较器相与输出为低电平，通过RC组成的充电电路不工作，第二比较器输出高电平；当有一相电压缺相时，在另两相的线电压过零的时刻比较器相与输出高电平，RC充电电路中电容电压上升，第二比较器输出低电平缺相故障信号。 有益效果：1、预充电过程中，DSP控制芯片输出PWM波的占空比由小增大，晶闸管的触发角由大减小，从而控制母线电压由小增大，启动时电流冲击较小。三相桥式半控整流预充电方式省去了交流接触器，在大功率逆变器中降低了成本。 2、控制方式灵活，逆变器正常工作时，能够调节母线电压大小。 3、启动电流小，减小了对功率器件的冲击。 4、在进线侧发生故障时，过流保护电路和缺相保护电路确保了DSP控制器能够及时得到故障信号，保证了逆变器的安全可靠工作。 附图说明 图1为三相桥式半控整流主电路； 图2为具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路结构框图； 图3为巴特沃兹低通滤波电路； 图4为移相控制芯片的主要引脚波形； 图5为晶闸管触发脉冲驱动电路； 图6为进线电流过流保护电路； 图7为进线电压缺相保护电路； 图8为三相桥式半控整流触发电路输出电压波形。 具体实施方式 下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。 如图2所示，一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路包括移相控制电压发生电路、移相触发脉冲发生电路以及驱动电路。如图3所示，移相控制电压发生电路包括DSP控制芯片、电压转换芯片、反相器、电压跟随器以及巴特沃兹低通滤波器。DSP控制芯片输出占空比为10％～90％的PWM电压，该PWM电压经电压转换芯片作线性变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路，其特征在于：包括移相控制电压发生电路、移相触发脉冲发生电路以及驱动电路；其中：所述移相控制电压发生电路用于输出幅值可调的直流电压到移相触发脉冲发生电路；所述移相触发脉冲发生电路包括第一至第三同步变压器以及第一至第三移相控制芯片；三相桥式半控整流主电路的三相输入电压UAB、UBC、UCA分别经所述第一至第三同步变压器转换成相位互差120°的三相交流电后，对应接入第一至第三移相控制芯片；所述第一至第三移相控制芯片分别根据输入的单相交流电生成锯齿波电压，当所述锯齿波电压达到所述移相控制电压发生电路输出的直流电压幅值时，所述第一至第三移相控制芯片输出相位互差120°的触发脉冲信号到所述驱动电路，驱动三相桥式半控整流主电路的晶闸管工作。

【技术特征摘要】
1.一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路，其特征在于：包括移相控制
电压发生电路、移相触发脉冲发生电路以及驱动电路；其中：
所述移相控制电压发生电路用于输出幅值可调的直流电压到移相触发脉冲发生电
路；
所述移相触发脉冲发生电路包括第一至第三同步变压器以及第一至第三移相控制
芯片；三相桥式半控整流主电路的三相输入电压UAB、UBC、UCA分别经所述第一至第
三同步变压器转换成相位互差120°的三相交流电后，对应接入第一至第三移相控制芯
片；所述第一至第三移相控制芯片分别根据输入的单相交流电生成锯齿波电压，当所述
锯齿波电压达到所述移相控制电压发生电路输出的直流电压幅值时，所述第一至第三移
相控制芯片输出相位互差120°的触发脉冲信号到所述驱动电路，驱动三相桥式半控整流
主电路的晶闸管工作。
2.根据权利要求1所述的一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路，其特
征在于：所述移相控制电压发生电路包括DSP控制芯片、电压转换芯片、反相器、电
压跟随器以及巴特沃兹低通滤波器；所述DSP控制芯片用于输出占空比为10％～90％的
PWM电压，所述电压转换芯片用于将PWM电压转换成平均值为1.5V～13.5V的PWM
电压后，输入所述反相器进行电压反相得到平均值为13.5V～1.5V的PWM电压，经反
相后的PWM电压经所述电压跟随器后输入所述巴特沃兹低通滤波器，所述巴特沃兹低
通滤波器将PWM电压转换成13.5V～1.5V稳定的直流电压到移相触发脉冲发生电路。
3.根据权利要求2所述的一种具有保护功能的三相桥式半控整流触发电路，其特
征在于：所述触发电路还包括过流保护电路，当三相桥式半控整流...

【专利技术属性】
技术研发人员：金龙，徐志科，张臻，陈玮光，沈湛，李志广，潘鹏，吴笑天，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32