一种电力电子装置上电缓冲电路制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力电子装置上电缓冲电路，包括上电电路和检测电路，上电电路用于通过驱动电阻R1阻值、第一电容C1和第五电容C5容值控制元件IGBT导通时间，即系统上电缓冲时间，实现电路负载端缓慢上电，检测电路对元件IGBT集电极和发射极之间电压Vce实时检测，当元件IGBT过流时，电压Vce升高，检测电路控制元件IGBT断开，对电路负载端进行过流保护，且在过流保护之后，所述检测电路还可自动使元件IGBT重新导通，系统恢复正常工作。本发明专利技术的有益效果：可同时实现上电缓冲功能，和输入侧电源与电路负载端的分断，控制简单，成本低。

A Power-on Buffer Circuit for Power Electronic Devices

The invention provides an on-line snubber circuit for power electronic devices, including an on-line circuit and a detection circuit. The on-line circuit is used to control the IGBT turn-on time of the component by driving resistance R1, capacitance C1 of the first capacitor and capacitance C5 of the fifth capacitor, i.e. the system on-line snubber time, to realize slow power-on at the load end of the circuit, and to detect the voltage Vce between the IGBT collector and the emitter in real time by the detection circuit. Measuring, when the component IGBT overcurrent, the voltage Vce rises, the detection circuit control component IGBT is disconnected, the circuit load end is overcurrent protected, and after the overcurrent protection, the detection circuit can automatically turn on the component IGBT, and the system resumes normal operation. The invention has the advantages of simple control and low cost, which can simultaneously realize the power-on buffer function and the interruption of the input side power supply and the circuit load end.

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子装置上电缓冲电路
本专利技术涉及电力电子领域，尤其涉及一种电力电子装置上电缓冲电路。
技术介绍
目前电力电子领域通常使用的输入上电缓冲电路一般为接触器、晶闸管或IGBT等可控开关器件加限流电阻构成。主要有以下两种形式：(1)如图2所示，限流电阻3直接串联接入输入电源端1和电路负载端2之间，开关器件4与限流电阻1并联，上电缓冲完成后闭合开关器件4；(1)如图3所示，开关器件4串联接入输入电源端1和电路负载端2之间，开关器件5与限流电阻3串联后再与开关器件4并联。开关器件5首先导通，电路上电缓冲完成后开关器件4闭合，开关器件5保持或断开。上述两种上电缓冲电路存在以下问题，充电限流电阻占用空间较大；仅在上电时短时间处于工作状态，利用率低，成本高；若使用半导体开关器件，为实现主回路与控制回路的电气隔离，开关管驱动部分需使用独立的隔离电源，电路复杂；图2所示方案不能切断输入侧与输出侧的电气连接，输入电源端接通后系统自动进行上电缓冲，后级发生故障时不能切断输入电源。图3所示方案虽可以实现输入侧与输出侧的分断，但至少需要两个开关器件，控制复杂，成本高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种电力电子装置上电缓冲电路。本专利技术的实施例提供一种电力电子装置上电缓冲电路，包括上电电路和检测电路，所述上电路包括双通道固态继电器U3和元件IGBT，所述双通道固态继电器U3输出电源VQ和VCC，所述电源VQ连接第一电容C1，驱动电阻R1和第五电容C5串联后与所述第一电容C1并联，所述元件IGBT、输入电源端和电路负载端串联，所述元件IGBT集电极连接输入电源端正极，发射极连接所述电路负载端，栅极接入所述驱动电阻R1和所述第五电容C5之间，所述电源VQ对所述第一电容C1和第五电容C5充电，所述第五电容C5电压逐渐升高，所述元件IGBT导通，所述输入电源端为所述电路负载端供电，通过调节所述驱动电阻R1阻值、所述第一电容C1和所述第五电容C5容值控制所述元件IGBT导通时间；所述检测电路包括反相器U1、与非门U2和555定时器U4，所述555定时器U4引脚2分别连接第三电容C3和第二MOS管Q4漏极，所述第二MOS管Q4源极连接所述电源VCC，所述第三电容C3并联第十电阻R10，且所述第十电阻R10接地，所述第三电容C3还分别连接所述555定时器U4引脚7和第四电容C4，所述第四电容C4分别连接所述555定时器U4引脚8和所述电源VCC；所述555定时器U4引脚3分别连接第十一电阻R11、所述与非门U2一输入端和所述反相器U1输入端，所述第十一电阻R11连接所述第二MOS管Q4栅极，所述与非门U2另一输入端连接所述元件IGBT栅极，所述反相器U1输出端连接三极管Q2基极，所述三极管Q2集电极连接第三电阻R3后连接所述元件IGBT栅极，发射极连接所述元件IGBT发射极；所述555定时器U4引脚6依次串联第六电阻R6、第七电阻R7和第一二极管D3，所述第一二极管D3负极连接所述输入电源端正极，所述555定时器U4引脚6还连接第一MOS管Q3源极，所述第一MOS管Q3栅极连接所述与非门U2输出端，漏极接地且还连接第二电容C2，所述第二电容C2接入所述第六电阻R6和所述第七电阻R7之间；所述555定时器U4引脚5依次串联第八电阻R8、第九电阻R9和第五电阻R5，所述第五电阻R5靠近所述第九电阻R9一端连接所述电源VCC，另一端接入所述第六电阻R6和所述第七电阻R7之间，当所述元件IGBT过流时，其发射极与集电极之间电压Vce高于所述555定时器U4引脚6的高触发电平时，所述555定时器U4引脚3输出低电平至所述反相器U1，所述三极管Q2导通，所述元件IGBT栅极和发射极之间电压被拉低，所述元件IGBT断开，之后所述555定时器U4引脚3输出低电平,所述第二MOS管Q4关断，所述第三电容C3通过所述第十电阻R10放电，当所述第三电容C3电压低于所述555定时器U4引脚2的低触发电平时，所述555定时器U4引脚3输出高电平，所述第二MOS管Q4导通，所述555定时器U4引脚2转为高电平，且所述三极管Q2断开，所述元件IGBT重新导通。进一步地，还包括第一稳压二极管D1和D2，所述第一稳压二极管D1正极接地，负极连接所述电源VQ，所述第二稳压二极管D2正极接地，负极接入所述第八电阻R8和所述第九电阻R9之间。进一步地，双通道固态继电器U3设有控制系统，所述控制系统串联第十三电阻R13后连接所述双通道固态继电器U3原边，所述控制系统用于控制输入所述双通道固态继电器U3的电流大小。进一步地，所述第一二极管D3和所述输入电源端之间设有第二二极管D4，所述第二二极管D4正极连接所述第一二极管D3负极，负极连接所述输入电源端正极。进一步地，包括第二电阻R2，所述第二电阻R2与所述第五电容C5并联。进一步地，所述与非门U2输出端串联第十二电阻R12后连接所述第一MOS管Q3栅极。进一步地，所述反相器U1输出端串联第四电阻R4后连接所述三极管Q2基极。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术电力电子装置上电缓冲电路，上电电路用于通过驱动电阻R1阻值、第一电容C1和第五电容C5容值控制元件IGBT导通时间，即系统上电缓冲时间，实现电路负载端缓慢上电，检测电路对元件IGBT集电极和发射极之间电压Vce实时检测，当元件IGBT过流时，电压Vce升高，检测电路控制元件IGBT断开，对电路负载端进行过流保护，且在过流保护之后，所述检测电路还可自动使元件IGBT重新导通，系统恢复正常工作，可同时实现上电缓冲功能，和输入侧电源与电路负载端的分断，控制简单，成本低。附图说明图1是本专利技术一种电力电子装置上电缓冲电路的电路图；图2是
技术介绍
中常用上电缓冲电路(1)的电路图；图3是
技术介绍
中常用上电缓冲电路(2)的电路图。图中：1-输入电源端、2-电路负载端、3-限流电阻、4-开关1、5-开关2、6-控制系统。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本专利技术的实施例提供了一种电力电子装置上电缓冲电路，包括上电电路和检测电路。所述上电路包括双通道固态继电器U3和元件IGBT，双通道固态继电器U3设有控制系统6，所述控制系统6串联第十三电阻R13后连接所述双通道固态继电器U3原边，所述控制系统6用于控制输入所述双通道固态继电器U3原边的电流大小，所述双通道固态继电器U3次边通过光电耦合方式产生电流，所述双通道固态继电器U3输出电源VQ和VCC，所述电源VQ连接第一电容C1，驱动电阻R1和第五电容C5串联后与所述第一电容C1并联，所述第一电容C1还并联第一稳压二极管D1，所述第一稳压二极管D1正极接地，负极连接所述电源VQ，所述元件IGBT、输入电源端1和电路负载端2串联，所述元件IGBT集电极连接输入电源端正极，发射极连接所述电路负载端，栅极接入所述驱动电阻R1和所述第五电容C5之间，所述第五电容C5还并联第二电阻R2，所述电源VQ对所述第一电容C1和第五电容C5充电，所述第五电容C5电压逐渐升高，所述元件元件IGBT栅极与发射极之间电压逐渐上升，直至所述元件IGBT导通，所述输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电子装置上电缓冲电路，其特征在于：包括上电电路和检测电路，所述上电路包括双通道固态继电器(U3)和元件IGBT，所述双通道固态继电器U3输出电源VQ和VCC，所述电源VQ连接第一电容(C1)，驱动电阻(R1)和第五电容(C5)串联后与所述第一电容(C1)并联，所述元件IGBT、输入电源端和电路负载端串联，所述元件IGBT集电极连接输入电源端正极，发射极连接所述电路负载端，栅极接入所述驱动电阻(R1)和所述第五电容(C5)之间，所述电源VQ对所述第一电容(C1)和第五电容(C5)充电，所述第五电容C5电压逐渐升高，所述元件IGBT导通，所述输入电源端为所述电路负载端供电，通过调节所述驱动电阻(R1)阻值、所述第一电容(C1)和所述第五电容(C5)容值控制所述元件IGBT导通时间；所述检测电路包括反相器U1、与非门U2和555定时器U4，所述555定时器U4引脚2分别连接第三电容(C3)和第二MOS管(Q4)漏极，所述第二MOS管(Q4)源极连接所述电源VCC，所述第三电容(C3)并联第十电阻(R10)，且所述第十电阻(R10)接地，所述第三电容(C3)还分别连接所述555定时器U4引脚7和第四电容(C4)，所述第四电容(C4)分别连接所述555定时器U4引脚8和所述电源VCC；所述555定时器U4引脚3分别连接第十一电阻(R11)、所述与非门U2一输入端和所述反相器U1输入端，所述第十一电阻(R11)连接所述第二MOS管(Q4)栅极，所述与非门U2另一输入端连接所述元件IGBT栅极，所述反相器U1输出端连接三极管(Q2)基极，所述三极管(Q2)集电极连接第三电阻(R3)后连接所述元件IGBT栅极，发射极连接所述元件IGBT发射极；所述555定时器U4引脚6依次串联第六电阻(R6)、第七电阻(R7)和第一二极管(D3)，所述第一二极管(D3)负极连接所述输入电源端正极，所述555定时器U4引脚6还连接第一MOS管(Q3)源极，所述第一MOS管(Q3)栅极连接所述与非门U2输出端，漏极接地且还连接第二电容(C2)，所述第二电容(C2)接入所述第六电阻(R6)和所述第七电阻(R7)之间；所述555定时器U4引脚5依次串联第八电阻(R8)、第九电阻(R9)和第五电阻(R5)，所述第五电阻(R5)靠近所述第九电阻(R9)一端连接所述电源VCC，另一端接入所述第六电阻(R6)和所述第七电阻(R7)之间，当所述元件IGBT过流时，其发射极与集电极之间电压Vce高于所述555定时器U4引脚6的高触发电平时，所述555定时器U4引脚3输出低电平至所述反相器U1，所述三极管(Q2)导通，所述元件IGBT栅极和发射极之间电压被拉低，所述元件IGBT断开，之后所述555定时器U4引脚3输出低电平,所述第二MOS管(Q4)关断，所述第三电容(C3)通过所述第十电阻(R10)放电，当所述第三电容(C3)电压低于所述555定时器U4引脚2的低触发电平时，所述555定时器U4引脚3输出高电平，所述第二MOS管(Q4)导通，所述555定时器U4引脚2转为高电平，且所述三极管(Q2)断开，所述元件IGBT重新导通。...

【技术特征摘要】
1.一种电力电子装置上电缓冲电路，其特征在于：包括上电电路和检测电路，所述上电路包括双通道固态继电器(U3)和元件IGBT，所述双通道固态继电器U3输出电源VQ和VCC，所述电源VQ连接第一电容(C1)，驱动电阻(R1)和第五电容(C5)串联后与所述第一电容(C1)并联，所述元件IGBT、输入电源端和电路负载端串联，所述元件IGBT集电极连接输入电源端正极，发射极连接所述电路负载端，栅极接入所述驱动电阻(R1)和所述第五电容(C5)之间，所述电源VQ对所述第一电容(C1)和第五电容(C5)充电，所述第五电容C5电压逐渐升高，所述元件IGBT导通，所述输入电源端为所述电路负载端供电，通过调节所述驱动电阻(R1)阻值、所述第一电容(C1)和所述第五电容(C5)容值控制所述元件IGBT导通时间；所述检测电路包括反相器U1、与非门U2和555定时器U4，所述555定时器U4引脚2分别连接第三电容(C3)和第二MOS管(Q4)漏极，所述第二MOS管(Q4)源极连接所述电源VCC，所述第三电容(C3)并联第十电阻(R10)，且所述第十电阻(R10)接地，所述第三电容(C3)还分别连接所述555定时器U4引脚7和第四电容(C4)，所述第四电容(C4)分别连接所述555定时器U4引脚8和所述电源VCC；所述555定时器U4引脚3分别连接第十一电阻(R11)、所述与非门U2一输入端和所述反相器U1输入端，所述第十一电阻(R11)连接所述第二MOS管(Q4)栅极，所述与非门U2另一输入端连接所述元件IGBT栅极，所述反相器U1输出端连接三极管(Q2)基极，所述三极管(Q2)集电极连接第三电阻(R3)后连接所述元件IGBT栅极，发射极连接所述元件IGBT发射极；所述555定时器U4引脚6依次串联第六电阻(R6)、第七电阻(R7)和第一二极管(D3)，所述第一二极管(D3)负极连接所述输入电源端正极，所述555定时器U4引脚6还连接第一MOS管(Q3)源极，所述第一MOS管(Q3)栅极连接所述与非门U2输出端，漏极接地且还连接第二电容(C2)，所述第二电容(C2)接入所述第六电阻(R6)和所述第七电阻(R7)之间；所述555定时器U4引脚5依次串联第八电阻(R8)、第九电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宝平，柳彬，项新民，周永峰，姚川，盛超，王敏，
申请(专利权)人：武汉华海通用电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42