专利名称：一种软启动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种软启动电路，主要用于直流-交流变换电力电子装置的软启 动。
背景技术：
在交流/直流变换电力电子装置领域，设备中普遍存在的软启动装置，用于对母 线电容充电的过程中，对充电电流进行限制，防止造成充电回路中熔丝烧断、二极管烧断 或者寿命损失、母线电容寿命损失等问题。已经广泛采用的成熟的软启动装置有如下几 种1、串联电阻软启动——通过在给母线电容充电这一时间段内对主电路中串入一 定阻值的电阻来限制冲击电流。2、晶闸管软启动——通过控制晶闸管的导通时间来控制母线电容充电电流冲击 的大小，通过导通时间逐渐增大的方式实现软启动。3、串联热敏电阻软启动——此方法主要用在小功率电力电子装置的软启动电路 中，负温度系数的电阻因为发热而阻值降低，进而使主电路中的电流增大。4、专用软启动变压器或者充电电源——此种专用设备一般适用于超大功率的电 力电子变换装置，如高压直流输电站等。在现今大规模使用的大功率电力电子设备中，上述的1、2两种装置被广泛的采 用，因为具有成本低、控制简单、工作可靠、电路结构简洁等优点。但是也有不可避免的缺占.
^ \\\ ·1、串电阻启动需要控制两个接触器——软启接触器以及主电路中的接触器，其中 主接触器的成本非常可观；在没有采用半控器件的主电路中，使用晶闸管等半控器件进行软启动相当于增加 相同额外的成本，而且晶间管等半控器件还需要驱动，而此类半控器件的驱动为电流型驱 动，与当今全控型IGBT的电压型驱动无法兼容，进一步增加系统的复杂度和成本。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一 种母线IGBT软启动电路的设计，省去主功率回路中的主接触器和软启接触器，用一个或者 并联两个IGBT代替，以实现主电路器件成本的降低，占用体积的减少，提高电力电子装置 的功率密度。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是该软启动电路，其特征在于 由绝缘栅双极型晶体管模块和软启动电阻组成，绝缘栅双极型晶体管模块与软启动电阻并 联。本实用新型所述绝缘栅双极型晶体管模块包括绝缘栅双极型晶体管和反并联二 极管，反并联二极管正极接绝缘栅双极型晶体管发射极，反并联二极管负极接绝缘栅双极型晶体管集电极。本实用新型所述绝缘栅双极型晶体管模块为并联的两个模块。本实用新型所述软启动电阻为并联的两个电阻。本实用新型的有益效果是，节省了主接触器和软启接触器，节约了安装空间和器 件成本；减少了母线电容的充放电次数，延长了电容和软启动电阻的寿命；接触器不容易 出现电火花。缺点是母线铜排设计较为复杂，寄生电感容易偏大；维修时需要断开前级的开关。
图1是本实用新型实施例的电路结构图。图2是本实用新型实施例应用时的系统结构图。图3是图2绝缘栅双极型晶体管模块断开时的系统等效电路结构图。图4是图2绝缘栅双极型晶体管模块闭合时的系统等效电路结构图。
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详尽的描述。 参见图1、图2，本实施例由串联于直流母线上IGBT开关电路3和直流母线电容滤 波电路4之间的绝缘栅双极型晶体管模块1 (称为母线IGBT)和与此绝缘栅双极型晶体管 模块1并联的软启动电阻2组成。所述绝缘栅双极型晶体管模块1包括绝缘栅双极型晶体 管Dl和反并联二极管D2，反并联二极管D2正极接绝缘栅双极型晶体管Dl发射极，也就是 直流母线电容滤波电路4的输入端，反并联二极管D2负极接绝缘栅双极型晶体管Dl集电 极，也就是IGBT开关电路3的直流输出端。其工作原理如下当电力电子设备前级串联的输入开关合上之后，控制逻辑初始控制母线IGBT为 断开状态，电路拓扑结构如图3所示，电网输入交流电经过绝缘栅双极型晶体管Dl的反并 联二极管D2不控整流之后，形成的脉动直流电压通过软启动电阻2对直流母线电容滤波电 路4电容进行充电。由于软启动电阻2本身具备一定的阻值，因此，给直流母线电容滤波电 路4电容的充电电流被限制到一个电路中各个器件都能在一定时间内重复承受的值，并且 随着直流母线电容滤波电路4电容中储存的电荷的增多，直流母线电压开始逐渐升高，充 电电流相应逐渐减小。当直流母线电压上升到一定值的时候，此时母线IGBT导通，软启动 电阻2被旁路掉，电路的拓扑结构变成如图4所示。当母线IGBT开通之后，直流母线电容滤波电路4电容的电压被充到和电网电压峰 值略低的某个值上。随着直流负载的增大或者减少，电网能量经过反并联二极管D2的整流 和母线IGBT的导通，源源不断送往直流母线电容滤波电路4电容和直流端的负载。当直流 负载出现能量回馈的情况时，直流能量经过母线IGBT的反并联二极管D2流向绝缘栅双极 型晶体管Dl灌入前端电网。此时绝缘栅双极型晶体管Dl开通，提供直流能量流向电网的 通路。当主电路系统出现任何故障的时候，母线IGBT关断，软启动电阻2重新接回主电 路当中。此时软启动电阻2仅承受直流放电电阻的放电电流，远小于软启动电阻2的额定功率。而此时如果电力电子设备前级串联的输入开关不断开的话，直流母线电容的电压也 一直维持在电网交流电压峰值的略低值上，当系统再次启动的时候，不需要对直流母线电 容进行充电。如果前级串联的开关断开，则重复上述软启动过程。本实用新型的效果此种新型软启动电路的设计优点在于节省了主接触器和软启接触器，节约了安 装空间和器件成本；减少了母线电容的充放电次数，延长了电容和软启电阻的寿命；接触 器机械的分断、合间容易造成电火花，在某些防爆等敏感场合，此型软启动电路没有上述出 现电火花的缺点。缺点在于母线铜排设计较为复杂，寄生电感容易偏大；维修时需要断开 前级的开关。凡是本实用新型的简单变形或等效变换，应认为落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种软启动电路，其特征在于由绝缘栅双极型晶体管模块和软启动电阻组成，绝 缘栅双极型晶体管模块与软启动电阻并联。
2.根据权利要求1所述的软启动电路，其特征在于所述绝缘栅双极型晶体管模块包 括绝缘栅双极型晶体管和反并联二极管，反并联二极管正极接绝缘栅双极型晶体管发射 极，反并联二极管负极接绝缘栅双极型晶体管集电极。
3.根据权利要求1或2所述的软启动电路，其特征在于所述绝缘栅双极型晶体管模 块为并联的两个模块。
4.根据权利要求1或2所述的软启动电路，其特征在于所述软启动电阻为并联的两 个电阻。
专利摘要本实用新型涉及一种软启动电路，其特征在于由绝缘栅双极型晶体管模块和软启动电阻组成，绝缘栅双极型晶体管模块与软启动电阻并联。本实用新型所述绝缘栅双极型晶体管模块包括绝缘栅双极型晶体管和反并联二极管，反并联二极管正极接绝缘栅双极型晶体管发射极，反并联二极管负极接绝缘栅双极型晶体管集电极。本实用新型所述绝缘栅双极型晶体管模块为并联的两个模块。本实用新型所述软启动电阻为并联的两个电阻。本实用新型节省了主接触器和软启接触器，节约了安装空间和器件成本；减少了母线电容的充放电次数，延长了电容和软启动电阻的寿命；接触器不容易出现电火花。
文档编号H02M1/36GK201918894SQ20102063880
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者仇建喜, 孙宗宇, 陈林 申请人:浙江海得新能源有限公司