即为变频器的母线电压。当变频器上电时，因变频器系统的电源未建立，继电器Kl的控制线圈处于非工作状态，即继电器Kl的A、B触点断开。光耦U2为交流输入光耦，当变频器上电时，输入交流电源通过第三电阻R3限流后给光耦U2的输入供电，使光耦的输出三极管导通。即只要输入有交流电压，光耦U2的输出就会保持导通。第二电阻R2为功率开关管Ql的门极充电电阻，当母线电压有电时，母线电压会通过第二电阻R2对功率开关管Ql的门极充电，使功率开关管Ql开通。
[0026]刚上电时由于母线电压为零，功率开关管Ql的门极没有驱动电压，功率开关管Ql关断，输入交流电通过整流模块Ul、第一电阻Rl、第一二极管Dl构成的串联回路给第一电容Cl (也就是母线储能滤波电容)充电，如图3所示，其中的I I为充电电流。在充电过程中，母线电压逐渐升高，第二电阻R2上也开始流过电流，但由于光耦U2保持导通，第二电阻R2上的电流全部流经光耦U2的输出三极管，功率开关管Ql的门极保持低电平，即功率开关管Ql保持关断。由于输入的交流电有过零点，即在过零点附近光耦U2的输出会短暂截止，第二电阻R2上的电流将会对功率开关管Ql的门极电容充电，使门极电压上升，第二电容C2的作用是增大功率开关管Ql的门极电容，使得在交流输入过零点功率开关管Ql的门极电压保持在开启电压以下。
[0027]当上电过程完成后，母线电压达到稳定，变频器的各路电源建立完成，控制系统给出控制信号，使继电器Kl吸合，即A、B触点闭合。系统的母线电流不再流过第一电阻Rl和第一二极管Dl的串联支路，而是直接流过继电器主触点。这样就完成了变频器的上电缓冲启动过程。
[0028]当变频器输入断电时，光耦U2的输出三极管截止，第一电容Cl通过第二电阻R2对第二电容C2和功率开关管Ql的门极充电，当功率开关管Ql的门极电压高于开启电压时，功率开关管Ql导通，第一电容Cl通过由第二二极管D2、第一电阻R1、功率开关管Ql构成的串联回路放电，第一电容Cl上的电压开始迅速下降，如图4所示，其中的12为放电电流。稳压二极管Zl的作用是:当功率开关管Ql的门极电压高于稳压二极管Zl的稳压电压时，稳压二极管Zl导通，从而把功率开关管Ql的门极电压钳位在一个安全的范围，防止功率开关管Ql的门极过压击穿。
[0029]当第一电容Cl上的电压下降到第二电容C2的电压以下时，第二电容C2以及功率开关管Ql的门极电容通过由第二电阻R2、第一电阻R1、功率开关管Ql构成的串联回路放电。功率开关管Ql门极电压开始下降，当下降到开启电压以下时，功率开关管Ql关断，第一电容Cl、第二电容C2不再通过第一电阻Rl放电。由于开启电压一般低于10V，此时近似于完全放电，这样就完成了变频器的母线放电过程。
[0030]作为优选，本实用新型中的功率开关管Ql可以根据需要选择为IGBT管或功率MOSFET管。第一电阻Rl采用功率电阻。
[0031]本实用新型的优点在于，通过使用一个第一电阻R1，在变频器输入上电时，作为变频器的上电缓冲启动电阻；在变频器输入下电时，作为变频器的母线电容放电电阻。其相对于专用的放电电路，不需要额外增加功率耗散元件，控制电路简单，成本低、且放电工作范围宽，既能实现变频器的上电缓冲功能，又能实现变频器输入断电后直流母线电容的快速放电功能。
[0032]虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种变频器上电缓冲及母线放电电路，包括整流模块(Ul)、第一电阻(Rl)、继电器(Kl)和第一电容(Cl)，其特征在于，还包括光耦(U2)、第二电容(C2)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、第一稳压管(Zl)和功率开关管(Ql)， 其中，所述光耦(U2)的输入端通过第三电阻(R3)与交流电连接，其输出端集电极与功率开关管(Ql)的门极连接，其输出端发射极与功率开关管(Ql)的阴极连接； 所述第二电容(C2)连接在功率开关管(Ql)的门极与阴极之间，所述第一稳压管(Zl)与第二电容(C2)相并联； 所述第二电阻(R2)连接在功率开关管(Ql)的门极与第一电容(Cl)的正极之间； 所述第一二极管(Dl)的阳极与第一电阻(Rl)连接，其阴极与第一电容(Cl)的正极连接; 所述第二二极管(D2)与继电器(Kl)相并联，且所述功率开关管(Ql)的阳极与第一二极管(Dl)的阳极连接。2.根据权利要求1所述的变频器上电缓冲及母线放电电路，其特征在于，所述功率开关管(Ql)为IGBT管或功率MOSFET管。3.根据权利要求1所述的变频器上电缓冲及母线放电电路，其特征在于，所述第一电阻(Rl)为功率电阻。
【专利摘要】本实用新型公开了一种变频器上电缓冲及母线放电电路，包括整流模块、第一电阻、继电器、第一电容、光耦、第二电容、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第一稳压管和功率开关管，光耦的输入端通过第三电阻与交流电连接，其输出端集电极与功率开关管的门极连接，其输出端发射极与功率开关管的阴极连接；第二电容连接在功率开关管的门极与阴极之间，第一稳压管与第二电容相并联；第二电阻连接在功率开关管的门极与第一电容的正极之间；第一二极管的阳极与第一电阻连接，其阴极与第一电容的正极连接；第二二极管与继电器相并联，功率开关管的阳极与第一二极管的阳极连接。本实用新型能实现上电缓冲和断电后直流母线电容的快速放电功能。
【IPC分类】H02M1/34
【公开号】CN204669215
【申请号】CN201520383134
【发明人】卢雪明, 李晓丽
【申请人】卢雪明
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月5日