变频器及其上电保护模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种变频器及其上电保护模块，其中所述上电保护模块包括输入侧电路及用以输出低于输入侧电压的输出侧电路，在输出侧电路上并联有直流母线电容，其中所述上电保护模块上连接有控制模块，所述输入侧电路及输出侧电路之间串联有阻值可变的软起电阻模块，所述控制模块控制所述软起电阻的阻值变化。通过控制软起电阻模块的阻值变化，从而使在上电保护模块中的电流稳定，从而保护电器在上电时不易损坏。
【专利说明】变频器及其上电保护模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变频器及其上电保护模块，尤其是有关在上电阶段通过软起电阻以平缓冲击电流的变频器及其上电保护模块。
【背景技术】
[0002]由于变频器上电瞬间的冲击电流很大，容易造成输出侧的直流母线电容因电流过大而损坏的情况。因此目前传统的方式是在变频器的整流输入侧与直流母线电容之间串接软起电阻来限制直流母线充电电流。请参阅图1所示，其中包括一种上电保护模块。外接电源连接整流输入侧，整流输入侧连接有一软起电阻组，包括软起电阻Rl及与软起电阻Rl并联的一个开关器件。在软起电阻Rl的后端连接有整流输出侧的逆变电路，并且逆变电路并联有直流母线电容。当变频器刚开始上电时，开关器件断开，通过软起电阻给直流母线电容限流充电，当检测到直流母线电压上升到设定的电压值时，与软起电阻并联的开关器件开始导通旁路掉软起电阻，通过开关器件给直流母线供电。所有所述的控制动作均通过与上电保护电路电连接的控制模块来完成。
[0003]然而，用单组软起电阻组在直流母线电容被充电到较高电压时，电阻两端的电压差逐渐缩小，而单组充电电阻的阻值又保持不变，因此充电电流会明显减小，导致直流母线电压上升很慢，最终使得总的充电时间会很长，而且随着变频器功率的增加，充电时间会明显加长，因此这种传统方式的软起电阻将无法适应需要快速上电起动机器的场合。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种有效控制上电电路中电流量的上电保护电路模块及具有这种模块的变频器。
[0005]本实用新型的一个方面在于提供一种上电保护模块，包括输入侧电路及用以输出低于输入侧电压的输出侧电路，在输出侧电路上并联有直流母线电容，其中所述上电保护模块上连接有控制模块，所述输入侧电路及输出侧电路之间串联有阻值可变的软起电阻模块，所述软起电阻模块包括两个或两个以上的软起电阻组，所述控制模块控制所述软起电阻模块的阻值变化。
[0006]本实用新型还具有以下特征，所述两个或两个以上软起电阻组串联，所述软起电阻组包括软起电阻与所述软起电阻并联的开关器件。
[0007]本实用新型还具有以下特征，所述两个或两个以上的软起电阻组包括第一软起电阻与其并联的第一开关器件，及至少一个与所述第一软起电阻并联的第二软起电阻组，所述第二软起电阻组包括第二软起电阻及与其串联的第二开关器件。
[0008]本实用新型还具有以下特征，所述上电保护模块上连接有电压检测模块，所述控制模块控制软起电阻模块的阻值根据所述直流母线电容的电压值变化。
[0009]本实用新型还具有以下特征，所述控制模块设置成控制软起电阻模块的阻值随着直流母线电容的电压值升高而变小。[0010]本实用新型还具有以下特征，所述上电保护模块上连接有电流检测模块，所述控制模块根据流经所有软起模块的电流值来控制软起电阻的阻值。
[0011]本实用新型还具有以下特征，所述输入侧电路包括整流电路。
[0012]本实用新型还具有以下特征，所述输出侧电路包括逆变电路。
[0013]本实用新型还具有以下特征，所述上电保护模块用于变频器。
[0014]本实用新型的另一方面在于提供一种变频器，其中变频器中具有如上所描述的上电保护模块。
[0015]本实用新型的上电保护模块及其变频器，通过设置可控制阻值大小的软起电阻模块，使得电器在上电时的电流冲击减小，从而保护电器在上电时不易损坏以及保护电器的上一级保护设备不易跳闸。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面将参考附图对本实用新型的示例性实施例进行详细说明，应当理解，下面描述的实施例仅用于解释本实用新型，而不对本实用新型的范围作出限制，所附附图其中:
[0017]图1示出一种现有技术上电保护电路的电路图；
[0018]图2示出本实用新型的上电保护模块第一实施例的电路图； [0019]图3示出本实用新型的上电保护模块第二实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0020]在不同的附图中，相同或相似的部件用相同的附图标记表示。
[0021]应当理解，附图仅用于对本实用新型进行说明，其中部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本实用新型的限制。
[0022]本实用新型的上电保护模块主要应用于变频器，但也不排除使用于任何需要进行上电保护的场合。所谓上电保护，是指在上电时限制通过直流母线电容的电流使电器中的器件避免过大电流的冲击。
[0023]本实用新型的上电保护模块的第一个实施例请参阅图2所示。由多个二极管形成的整流电路处于本实用新型的上电保护模块的一侧，与电源相连，是为输入侧电路。在整流
电路上串联有至少两个软起电阻Rl，R2------，Rn,在每一个软起电阻上并联有一个开关
器件。每一个软起电阻及其对应的开关器件组成一个软起电阻组。多个软起电阻组形成软起电阻模块。由多个三极管组成的逆变电路连接于所述上电保护模块的电路中，一直流母线电容并联于所述逆变电路，以将电压输出，形成输出侧电路。所述直流母线电容也可以为多个直流母线电容组成的直流母线电容组。另外，在上电保护电路中连接有电压检测模块，可以实时检测到直流母线电容的电压值。在上电保护电路中还具有控制模块，所述控制模块可以根据电压检测模块检测到的电压值控制软起电组模块的各软起电阻组中的开关器件的导通和旁路，从而使软起电阻模块的阻值可控制，可变化。
[0024]在工作中，当上电保护电路刚开始上电时，与各软起电阻并联的所有开关器件都处于断开状态，母线电容通过软起电阻R1+R2+……+Rn被限流充电，当电压检测部分检测到直流母线电压达到系统设定的参考电压阈值Vl后，控制模块发出触发信号，使得开关器件一导通，旁路掉软起电阻R1，当电压检测部分检测到直流母线电压达到系统设定的参考电压阈值V2后，控制模块发出触发信号，使得开关器件二导通，旁路掉软起电阻R2，依次类推，直到电压检测部分检测到直流母线电压达到系统设定的最后一个参考电压阈值Vn (η>1)后，控制模块发出触发信号，使得对应的开关器件导通，旁路掉软起电阻Rn，至此，所有软起电阻被旁路，上电保护模块上电完成。
[0025]在本实施例中，也可以不设定电压检测模块而使用电流检测模块，从而通过电流检测模块检测到的电流值来控制软起电阻模块的电阻值，也能达到对上电过程进行控制的目的。
[0026]本实用新型的上电保护模块的第二个实施例如图3所示。第二实施例与第一实施例的区别在于，所述软起电阻模块的设置不同。所述软起电阻模块包括第一电阻Rl及与其并联的第一开关器件，及至少一个与所述第一电阻并联的第二电阻组，所述第二电阻组包括第二电阻及与其串联的第二开关器件。
[0027]在工作中，当上电保护模块刚开始上电时，软起电阻模块的所有开关器件都处于断开状态，直流母线电容通过软起电阻Rl被限流充电，当电压检测部分检测到直流母线电压达到系统设定的参考电压阈值Vl后，控制模块发出触发信号，使得对应的第二开关器件导通，软起电阻R2被并入充电回路，使得软起电阻模块电阻值变小，充电电流增加；依次类推，当电压检测部分检测到直流母线电压达到系统设定的参考电压阈值Vn-1 (η>1)后，控制部分发出触发信号，使得与其对应的第二开关器件导通，最终当电压检测部分检测到直流母线电压达到系统设定的最后一个参考电压阈值Vn(η>1)后，控制部分发出触发信号使得第一开关器件导通，旁路掉所有并联的软起电阻，至此上电保护模块上电完成。
[0028]在本实施例中，同样也可以不设定电压检测模块而使用电流检测模块，从而通过电流检测模块检测到的电流值来控制软起电阻模块的电阻值，也能达到对上电过程进行控制的目的。
[0029]当然，本实用新型还有其它的工作模式，例如多个软起电阻串并联混合，或使其它阻值可控制的软起电阻。
[0030]本实用新型揭露了一种上电保护电路，也揭露了一种使用这种上电电路的变频器。
[0031]以上仅结合目前考虑的最实用的优选实施例对本实用新型进行描述，需要理解的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本【技术领域】的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种上电保护模块，包括输入侧电路及用以输出低于输入侧电压的输出侧电路，在输出侧电路上并联有直流母线电容，其特征在于，所述上电保护模块上连接有控制模块，所述输入侧电路及输出侧电路之间串联有阻值可变的软起电阻模块，所述软起电阻模块包括两个或两个以上的软起电阻组，所述控制模块控制所述软起电阻模块的阻值变化。
2.如权利要求1所述的上电保护模块，其特征在于，所述两个或两个以上软起电阻组串联，所述软起电阻组包括软起电阻与所述软起电阻并联的开关器件。
3.如权利要求1所述的上电保护模块，其特征在于，所述两个或两个以上的软起电阻组包括第一软起电阻与其并联的第一开关器件，及至少一个与所述第一软起电阻并联的第二软起电阻组，所述第二软起电阻组包括第二软起电阻及与其串联的第二开关器件。
4.如权利要求1所述的上电保护模块，其特征在于，所述上电保护模块上连接有电压检测模块，所述控制模块控制软起电阻模块的阻值根据所述直流母线电容的电压值变化。
5.如权利要求4所述的上电保护模块，其特征在于，所述控制模块设置成控制软起电阻模块的阻值随着直流母线电容的电压值升高而变小。
6.如权利要求1所述的上电保护模块，其特征在于，所述上电保护模块上连接有电流检测模块，所述控制模块根据流经所有软起模块的电流值来控制软起电阻的阻值。
7.如权利要求1所述的上电保护模块，其特征在于，所述输入侧电路包括整流电路。
8.如权利要求1所述的上电保护模块，其特征在于，所述输出侧电路包括逆变电路。
9.如权利要求1至8中任一项所述的上电保护模块，其特征在于，所述上电保护模块用于变频器。
10.一种变频器，其特征在于，变频器中具有如权利要求1至8中任一项所述的上电保护模块。
【文档编号】H02M1/36GK203800819SQ201420181540
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】贾宝阳 申请人:博世力士乐(西安)电子传动与控制有限公司