一种超级电容预充电电路、动态电压恢复器及电力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超级电容预充电电路、动态电压恢复器及电力系统，该预充电电路包括串联的充电电容和整流桥，所述充电电容的输入端与电源连接，所述无极性电容的输出端与所述整流桥的输入端连接，所述整流桥的输出端与超级电容的输入端连接，所述充电电容为无极性电容。本发明专利技术通过将充电电容和整流桥构成充电电路并与超级电容串联，能够实现对超级电容的快速充电，且损耗小、体积小且基本不发热。

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容预充电电路、动态电压恢复器及电力系统
本专利技术涉及动态电压恢复器技术，尤其涉及一种超级电容预充电电路、动态电压恢复器及电力系统。
技术介绍
动态电压恢复器(DVR)中的超级电容的电容容量很大，例如300kw等级的DVR最小需要10法拉的超级电容，因此在对超级电容预充电时上电较慢。目前已有的对超级电容的预充电技术主要有两种，一是使用开关电源技术的充电器对超级电容进行恒流充电，二是电网整流后用电阻限流充电。使用开关电源技术的充电器进行充电的缺点在于：就400V电网系统来讲，超级电容需要充电到至少640V左右才能工作，这样就需要640V以上的高压开关电源，如果电流达到30A，就需要20kw左右的充电器，这样的充电器体积大，使用电力电子电路技术过于复杂，可靠性不高，与DVR整体装置的高可靠性要求不匹配。整流电阻限流充电方案缺点在于：此方法要想达到快速充电必须使用体积较大的电阻，并且损耗很高，发热严重，造成能量的浪费，也需要配置专门的大功率风机散热。因此，如何提出一种对超级电容的快充技术，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够对超级电容快速预充电的超级电容预充电电路。本专利技术的另一目的在于提供一种包括该预充电电路的动态电压恢复器及电力系统。以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。根据本专利技术的一方面，提供了一种超级电容预充电电路，包括串联的充电电容和整流桥，所述充电电容的输入端与电源连接，所述充电电容的输出端与所述整流桥的输入端连接，所述整流桥的输出端与超级电容的输入端连接，所述充电电容为无极性电容。在一实施例中，该超级电容预充电电路还包括充电开关，所述充电开关连接于所述电源与所述无极性电容的输入端之间。在一实施例中，该超级电容预充电电路的所述充电开关为可控硅开关。在一实施例中，该超级电容预充电电路的所述充电电容为薄膜电容。根据本专利技术的另一方面，提供了一种动态电压恢复器，包括以上任一实施例所述的超级电容预充电电路，还包括超级电容、逆变单元和切换开关，所述切换开关的输入端与电源连接，所述切换开关的输出端与负载连接，所述超级电容预充电电路、超级电容、逆变单元串联后整体与所述切换开关并联，所述切换开关为可控硅开关。在一实施例中，该动态电压恢复器的还包括用于控制整个动态电压恢复器通断的断路器，所述断路器连接于所述切换开关与电源之间。根据本专利技术的又一方面，提供了一种电力系统，包括如上述任一实施例所述的动态电压恢复器，还包括电网和负载，所述动态电压恢复器连接于所述电网和负载之间。在一实施例中，该电力系统的所述电网包括中性线，所述中性线连接于所述超级电容的中性点上。本专利技术预充电电路实施例的有益效果是：通过将充电电容和整流桥构成充电电路并与超级电容串联，能够实现对超级电容的快速充电，且损耗小、体积小且基本不发热。本专利技术动态电压恢复器和电力系统由于包括有该预充电电路，因此具有相同的技术有效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。图1是本专利技术电力系统实施例的电路框图；其中：1-超级电容预充电电路；2-超级电容；3-逆变单元；4-切换开关；5-动态电压恢复器；6-断路器；7-负载；8-电网；11-充电电容；12-整流桥；13-充电开关。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本专利技术的保护范围进行任何限制。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种超级电容预充电电路1，包括串联的充电电容11和整流桥12，充电电容11的输入端与电源连接，充电电容11的输出端与整流桥12的输入端连接，整流桥12的输出端与超级电容2的输入端连接。整流桥12用于将交流电转换为直流电。充电电容11应为无极性电容。在给超级电容2进行预充电时，超级电容2初始电压为0V，视为短路，因此充电时的初始电流为i＝2×π×f×C1×u，其中f和u为与电源有关的常量，一般f＝50Hz，u＝220V,C1为充电电容11的容量。可见，电流值i与C1的值有关，C1的值越大，电流越大，充电速度也越快，因此在设计预充电电路时，应根据需要的充电时间设计充电电容11的容量C1，以达到调节合理充电速度的目的。但是综合考虑成本和可靠性后，充电电容值远小于超级电容时也已够用，因此采用普通的薄膜电容等无极性电容即可。随着超级电容2不断充电，其两端电压会慢慢上涨，充电电容11两端压差不断减小，当充电电容11两端电压差为0时，超级电容2就充满电了。本预充电电路能够实现对超级电容2的快速充电，相较于现有技术中的电阻器或开关电源充电方案，本超级电容预充电电路1充电速度快，损耗小、体积小且基本不发热。在可能的实施例中，该超级电容预充电电路1还包括用于控制电路通断的充电开关13，充电开关13连接于电源与充电电容11的输入端之间。充电开关13优选为可控硅开关(SCR)，可控硅开关能够防止线路闭合时的电流冲击，实现可控整流。需要说明的是，在图1所示实施例中的充电电容11为薄膜电容器，也可以采用如涤纶电容等常见无极性电容，只要确保耐压足够即可。但是不能采用电解电容等极性电容器。进一步地，本专利技术还公开了一种动态电压恢复器5，包括上述任一实施例中的超级电容预充电电路1，还包括超级电容2、逆变单元3和切换开关4，切换开关4的输入端与电源(本实施例中即三相电网8)连接，切换开关4的输出端与负载7连接，超级电容预充电电路1、超级电容2、逆变单元3串联后整体与切换开关4并联。逆变单元3可以包括多个三相三线制半桥结构、三相四线制半桥结构、三相四桥臂结构或各相独立的H桥结构的逆变器，此为现有技术，因此不再赘述。切换开关4为可控硅开关，以确保及时检测到电压暂降/暂升并补偿到位。动态电压恢复器5的补偿过程为：当检测到电压暂降/暂升时，切换开关4断开，由超级电容2通过逆变单元3给负载7供电。在可能的实施例中，动态电压恢复器5还包括用于控制整个动态电压恢复器5通断的断路器6，断路器6连接于切换开关4与电网8之间。容易理解地，本专利技术实施例还公开了一种电力系统，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超级电容预充电电路，其特征在于：包括串联的充电电容和整流桥，所述充电电容的输入端与电源连接，所述充电电容的输出端与所述整流桥的输入端连接，所述整流桥的输出端与超级电容的输入端连接，所述充电电容为无极性电容。/n

【技术特征摘要】
1.一种超级电容预充电电路，其特征在于：包括串联的充电电容和整流桥，所述充电电容的输入端与电源连接，所述充电电容的输出端与所述整流桥的输入端连接，所述整流桥的输出端与超级电容的输入端连接，所述充电电容为无极性电容。


2.根据权利要求1所述的超级电容预充电电路，其特征在于：还包括充电开关，所述充电开关连接于所述电源与所述充电电容的输入端之间。


3.根据权利要求2所述的超级电容预充电电路，其特征在于：所述充电开关为可控硅开关。


4.根据权利要求1所述的超级电容预充电电路，其特征在于：所述充电电容为薄膜电容。


5.一种动态电压恢复器，其特征在于：包括权利要求1～4中任一所述的超级...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘快来，袁帅，王海鹏，杜冬冬，
申请(专利权)人：江苏莱提电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32