专利名称：有源电力滤波器的软启动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有源电力滤波器的软启动电路。
背景技术：
有源电力滤波器具有补偿谐波频率高、兼容性好、并可同时补无功的优点，越来越受到消费者的青睐。但是，由于有源电力滤波器在工作过程中需要对电容进行充电，然后由充电电容进行放电，才能够对外部谐波进行补偿。因此，有源电力滤波器的电容充电过程必须要进行软启控制。传统的软启电路主要存在以下问题电路结构复杂、易发生故障，且成本高；电路软启信号不同步，导致三路信号有的快有的慢，易发生短路危险；对于启动信号不稳定、不同步的问题，极易导致电容过充电，最终导致电路烧毁甚至发生电容或IGBT爆炸。 传统电力滤波器的软启电路均输出等宽的矩形方波脉冲控制信号，易导致电容过充电，难以实现矩形方波逐渐变宽的波形控制脉冲信号。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决传统电力滤波器的软启电路均输出等宽的矩形方波脉冲控制信号，易导致电容过充电，难以实现矩形方波逐渐变宽的波形控制脉冲信号的问题，提供一种有源电力滤波器的软启动电路。有源电力滤波器的软启动电路，它包括三角波产生电路、单极性三角波电路、逐渐展开方波电路、方波整形电路和软启后触发脉冲电路，三角波产生电路的输出端连接在单极性三角波电路的输入端，单极性三角波电路的输出端连接在逐渐展开方波电路的输入端，逐渐展开方波电路的输出端连接在方波整形电路的输入端，方波整形电路的输出端连接在软启后触发脉冲电路的输入端，软启后触发脉冲电路输出的信号即为启动信号。本实用新型用电路实现了单极性的三角波；在此基础上，本实用新型用硬件电路实现了矩形方波逐渐变宽的波形控制脉冲信号，有效解决了有源电力滤波器的软启动电路的电容过充电的问题，具有比软件实现更高的可靠性。
图I为本实用新型的系统结构示意图，图2为本实用新型的三角波产生电路示意图，图3为本实用新型的单极性三角波电路示意图，图4为本实用新型的逐渐展开方波电路示意图，图中F为电压软启动控制信号，图5为本实用新型的方波整形电路的示意图，图6为本实用新型的软启后触发脉冲电路示意图，图中T为外部脉冲触发信号，图7为本实用新型的总体电路示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图I说明本实施方式，本实施方式包括三角波产生电路I、单极性三角波电路2、逐渐展开方波电路3、方波整形电路4和软启后触发脉冲电路5，三角波产生电路I的输出端连接在单极性三角波电路2的输入端，单极性三角波电路2的输出端连接在逐渐展开方波电路3的输入端，逐渐展开方波电路3的输出端连接在方波整形电路4的输入端，方波整形电路4的输出端连接在软启后触发脉冲电路5的输入端，软启后触发脉冲电路5输出的信号即为启动信号。
具体实施方式
二 结合图2说明本实施方式，实施方式一中的三角波产生电路I由集成电路U1、一号电阻R1、一号电容Cl、二号电容C2、三号电容C3、二号电阻R2、三号电阻R3、四号电阻R4、五号电阻R5和四号电容C4组成，-5V电源连接在集成电路Ul的1_11号端口、通过一号电容Cl连接在集成电路Ul的1-10号端口、通过一号电阻Rl连接在集成电路Ul的1-12号端口、通过二号电容C2接地，二号电阻R2为可变电阻，+5V电源连接在二号电阻R2的一端，通过二号电阻R2的滑动端连接在集成电路Ul的1-8号端口和三号电容C3的一端，二号电阻R2的另一端与三号电容C3的另一端接地，+5V电源连接在集成电路Ul 的1-6号端口、通过四号电阻R4连接在集成电路Ul的1-4号端口、通过五号电阻R5连接在集成电路Ul的1-5号端口、通过四号电容C4接地，集成电路Ul的1-3号端口连接三号电阻R3的一端,所述三号电阻R3的另一端为三角波产生电路I的输出端，输出双极性三角波信号。其它组成和连接关系与实施方式一相同。所述集成电路Ul是ICL8038，通过ICL8038产生频率为9. 6KHz，赋值为5V的双极
性三角波信号。
具体实施方式
三结合图3说明本实施方式，实施方式一中的单极性三角波电路2由一号运算放大器U2A、二号运算放大器U2B、三号运算放大器U2C、五号电容C5、六号电容C6、六号电阻R6、七号电阻R7、八号电阻R8、九号电阻R9、十号电阻R10、i^一号电阻R11、十二号电阻R12和十三号电阻R13组成，实施方式二的三角波产生电路I产生的双极性三角波信号输入到一号运算放大器U2A的同相输入端,一号运算放大器U2A的输出端连接在一号运算放大器U2A的反相输入端、连接在六号电阻R6的一端,六号电阻R6为可变电阻，六号电阻R6的另一端接地，+5V电源连接在一号运算放大器U2A的电压输入端、连接在五号电容C5的一端,五号电容C5的另一端接地,-5V电源连接在一号运算放大器U2A的负极端、连接在六号电容C6的一端，六号电容C6的另一端接地，六号电阻R6的滑动端连接在七号电阻R7的一端，七号电阻R7的另一端连接在八号电阻R8的一端、连接在二号运算放大器U2B的反相输入端，二号运算放大器U2B的同相输入端接地，二号运算放大器U2B的输出端连接在八号电阻R8的另一端、九号电阻R9的一端，九号电阻R9的另一端连接在十二号电阻R12的一端、连接在三号运算放大器U2C的反相输入端，+5V电源连接在十号电阻R 10的一端，十号电阻R 10为可变电阻，十号电阻R 10的另一端接地，十号电阻R 10的滑动端连接在十一号电阻11的一端、连接在三号运算放大器U2C的同相输入端，十一号电阻11的另一端接地，三号运算放大器U2C的输出端连接在十二号电阻R12的另一端、十三号电阻R13的一端，十三号电阻R13的另一端为单极性三角波电路2的输出端。其它组成和连接关系与实施方式一相同。由于三角波极性为双极性信号，而我们需要的软启动载波信号应为单极性信号，因此我们对取样后的双极性三角波信号做电压加法器，三号运算放大器U2C为加法器电路，使取样后的双极性三角波信号转化为单极性的三角波信号。[0014]具体实施方式
四结合图4说明本实施方式，实施方式一中的逐渐展开方波电路3由四号运算放大器U2D、十四号电阻R14和七号电容C7组成，单极性三角波信号连接在四号运算放大器U2D的反相输入端，电压软启动控制信号F连接在四号运算放大器U2D的同相输入端、连接在十四号电阻R14的一端、连接在七号电容C7的一端，十四号电阻R14的另一端、七号电容C7的另一端接地，四号运算放大器U2D输出端为逐渐展开方波电路3的输出端。其它组成和连接关系与实施方式一相同。单极性三角波信号在四号运算放大器U2D处与给定的电压软启动信号(O 5V)信号做电压比较器输出，电压软启动信号是由单片机控制D/A芯片输出的信号。四号运算放大器U2D输出的PWM信号为软启动的控制信号。
具体实施方式
五结合图5说明本实施方式,实施方式一中的方波整形电路4由一号晶体三极管Q1、二号晶体三极管Q2、一号二极管D1、二号二极管D2、十五号电阻R15、八号电容C8、一号芯片U3A和二号芯片U3B组成,逐渐展开方波信号连接在一号晶体三极管Ql的基极、二号晶体三极管Q2的基极，一号晶体三极管Ql的发射极与二号晶体三极管Q2的发射极连通、连接在一号二极管Dl的正极、连接在二号二极管D2的负极、连接在十五号电阻R15的一端、连接在一号芯片U3A的信号输入端,+5V电源连接在一号晶体三极管Ql的集电极、连接在一号二极管Dl的负极,二号晶体三极管Q2的集电极、二号二极管D2的正极、十五号电阻R15的另一端接地，+5V电源连接在一号芯片U3A的电压输入端的正极、连接在八号电容CS的一端，八号电容CS的另一端接地，一号芯片U3A的接地端接地，一号芯片U3A的输出端连接在二号芯片U3B的输入端，该二号芯片U3B的输出端为方波整形电路4的输出端。其它组成和连接关系与实施方式一相同。一号芯片U3A和二号芯片U3B均采用SN74LS14。
具体实施方式
六结合图6说明本实施方式，实施方式一中的软启后触发脉冲电路5由与门U4A和十六号电阻R16组成，整形后的方波信号连接在与门U4A的一个输入端、连接在十六号电阻R16的一端，十六号电阻R16的另一端接地，外部脉冲触发信号T连接在与门U4A的另一个输入端,该门U4A的输出端为有源电力滤波器的软启动电路的输出端 。其它组成和连接关系与实施方式一相同。
权利要求1.有源电力滤波器的软启动电路，其特征是它包括三角波产生电路(I)、单极性三角波电路(2)、逐渐展开方波电路(3)、方波整形电路(4)和软启后触发脉冲电路(5)，三角波产生电路(I)的输出端连接在单极性三角波电路(2)的输入端，单极性三角波电路(2)的输出端连接在逐渐展开方波电路(3)的输入端，逐渐展开方波电路(3)的输出端连接在方波整形电路(4)的输入端，方波整形电路(4)的输出端连接在软启后触发脉冲电路(5)的输入端。
2.根据权利要求I所述有源电力滤波器的软启动电路，其特征在于三角波产生电路(1)由集成电路(Ul)、一号电阻R1、一号电容Cl、二号电容C2、三号电容C3、二号电阻R2、三号电阻R3、四号电阻R4、五号电阻R5和四号电容C4组成，-5V电源连接在集成电路(Ul)的1-11号端口、通过一号电容Cl连接在集成电路(Ul)的1-10号端口、通过一号电阻Rl连接在集成电路(Ul)的1-12号端口、通过二号电容C2接地，二号电阻R2为可变电阻，+5V电源连接在二号电阻R2的一端，通过二号电阻R2的滑动端连接在集成电路(Ul)的1-8号端口 和三号电容C3的一端，二号电阻R2的另一端与三号电容C3的另一端接地，+5V电源连接在集成电路(Ul)的1-6号端口、通过四号电阻R4连接在集成电路(Ul)的1-4号端口、通过五号电阻R5连接在集成电路(Ul)的1-5号端口、通过四号电容C4接地，集成电路(Ul)的1-3号端口连接三号电阻R3的一端，所述三号电阻R3的另一端为三角波产生电路(I)的输出端，输出双极性三角波信号，所述集成电路(Ul)是ICL8038。
3.根据权利要求2所述有源电力滤波器的软启动电路，其特征在于单极性三角波电路(2)由一号运算放大器(U2A)、二号运算放大器(U2B)、三号运算放大器(U2C)、五号电容C5、六号电容C6、六号电阻R6、七号电阻R7、八号电阻R8、九号电阻R9、十号电阻R10、i^一号电阻R11、十二号电阻R12和十三号电阻R13组成，三角波产生电路(I)产生的双极性三角波信号输入到一号运算放大器(U2A)的同相输入端,一号运算放大器(U2A)的输出端连接在一号运算放大器(U2A)的反相输入端、连接在六号电阻R6的一端,六号电阻R6为可变电阻，六号电阻R6的另一端接地，+5V电源连接在一号运算放大器(U2A)的电压输入端、连接在五号电容C5的一端,五号电容C5的另一端接地，-5V电源连接在一号运算放大器(U2A)的负极端、连接在六号电容C6的一端,六号电容C6的另一端接地,六号电阻R6的滑动端连接在七号电阻R7的一端，七号电阻R7的另一端连接在八号电阻R8的一端、连接在二号运算放大器(U2B)的反相输入端，二号运算放大器(U2B)的同相输入端接地，二号运算放大器(U2B)的输出端连接在八号电阻R8的另一端、九号电阻R9的一端，九号电阻R9的另一端连接在十二号电阻R12的一端、连接在三号运算放大器(U2C)的反相输入端，+5V电源连接在十号电阻RlO的一端，十号电阻RlO为可变电阻，十号电阻RlO的另一端接地，十号电阻RlO的滑动端连接在十一号电阻11的一端、连接在三号运算放大器(U2C)的同相输入端，十一号电阻11的另一端接地，三号运算放大器(U2C)的输出端连接在十二号电阻R12的另一端、十三号电阻R13的一端，十三号电阻R13的另一端为单极性三角波电路(2)的输出端。
4.根据权利要求3所述有源电力滤波器的软启动电路，其特征在于逐渐展开方波电路(3)由四号运算放大器(U2D)、十四号电阻R14和七号电容C7组成，单极性三角波电路(2)的输出端连接在四号运算放大器(U2D)的反相输入端，电压软启动控制信号(F)连接在四号运算放大器(U2D)的同相输入端、连接在十四号电阻R14的一端、连接在七号电容C7的一端，十四号电阻R14的另一端、七号电容C7的另一端接地，四号运算放大器(U2D)的输出端为逐渐展开方波电路(3)的输出端。
5.根据权利要求4所述有源电力滤波器的软启动电路，其特征在于方波整形电路(4)由一号晶体三极管(Ql)、二号晶体三极管(Q2)、一号二极管(Dl)、二号二极管(D2)、十五号电阻R15、八号电容C8、一号芯片(U3A)和二号芯片(U3B)组成,逐渐展开方波电路(3)的输出端同时连接一号晶体三极管(Ql)的基极、二号晶体三极管(Q2)的基极，一号晶体三极管(Ql)的发射极与二号晶体三极管(Q2)的发射极连通、连接在一号二极管(Dl)的正极、连接在二号二极管(D2)的负极、连接在十五号电阻R15的一端、连接在一号芯片(U3A)的信号输入端，+5V电源连接在一号晶体三极管( Ql)的集电极、连接在一号二极管(Dl)的负极，二号晶体三极管(Q2)的集电极、二号二极管(D2)的正极、十五号电阻R15的另一端接地,+5V电源连接在一号芯片(U3A)的电压输入端的正极、连接在八号电容C8的一端,八号电容C8的另一端接地，一号芯片(U3A)的接地端接地，一号芯片(U3A)的输出端连接在二号芯片(U3B)的输入端,该二号芯片(U3B)的输出端为方波整形电路(4)的输出端。
6.根据权利要求5所述有源电力滤波器的软启动电路，其特征在于软启后触发脉冲电路(5)由与门(U4A)和十六号电阻R16组成，方波整形电路(4)的输出端同时连接与门(U4A)的一个输入端、连接在十六号电阻R16的一端,十六号电阻R16的另一端接地,外部脉冲触发信号(T)连接在与门(U4A)的另一个输入端，该门(U4A)的输出端为有源电力滤波器的软启动电路的输出端。
专利摘要有源电力滤波器的软启动电路，涉及有源电力滤波器的软启动电路，解决了传统电力滤波器的软启电路均输出等宽的矩形方波脉冲控制信号，易导致电容过充电，难以实现矩形方波逐渐变宽的波形控制脉冲信号的问题，它包括三角波产生电路、单极性三角波电路、逐渐展开方波电路、方波整形电路和软启后触发脉冲电路，三角波产生电路的输出端连接在单极性三角波电路的输入端，单极性三角波电路的输出端连接在逐渐展开方波电路的输入端，逐渐展开方波电路的输出端连接在方波整形电路的输入端，方波整形电路的输出端连接在软启后触发脉冲电路的输入端，软启后触发脉冲电路输出的信号即为启动信号。用于有源电力滤波器的软启动。
文档编号H02J3/01GK202488135SQ20112036861
公开日2012年10月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者宋莹莹, 汤旭日, 王宏民, 苏凤武 申请人:黑龙江科技学院