直流电容预充电电路和电子设备的制作方法

本申请实施例涉及变频器领域，尤其涉及一种直流电容预充电电路和电子设备。

背景技术：

1、变频器的中间直流环节有直流电容。电容是一个储能元件，变频器的中间直流环节中的直流电容在没有建立电压前(即电容处于零状态，电容内没有能量)，充电瞬间相当于短路状态，充电电流非常大，可能损害整流桥、直流母线和电容，因此为了限制充电电流，需要增加预充电回路来对直流电容进行预充电。预充电回路一般是由充电电阻和继电器并联组成。现有技术中，一般采用继电器来控制预充电回路的导通和断开。具体地，当开始对直流电容进行充电时，主开关回路处于断开状态，将预充电回路的继电器吸合，从而通过预充电回路对直流电容进行预充电。当预充电进行一段时间后，断开预充电回路的继电器，并导通主开关回路，从而继续通过主充电回路对直流电容进行充电。然而采用这种方式，难以便捷、准确地控制主开关回路和预充电回路的导通与断开，进而无法准确控制直流电容的预充电状态，比如预充电时间过短、直流电容尚未建立安全电压时，断开预充电回路，通过主开关回路对直流电容进行充电，导致短路。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中预充电过程难以控制的的缺陷，提供一种直流电容预充电电路和电子设备。

2、本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、第一方面，本申请提供了一种直流电容预充电电路，用于变频器直流电容的预充电，包括：

4、预充模块，与所述直流电容串联，所述预充模块包括可控硅和至少一个限流电阻，所述可控硅与所述限流电阻串联；

5、电压检测模块，与所述直流电容并联，用于检测所述直流电容两端的电压差，生成检测电压信号；

6、电压比较模块，与所述电压检测模块的输出端连接，用于接收所述检测电压信号，并在所述检测电压信号大于或等于预设电压时输出导通信号；

7、开关模块，与所述预充模块并联，所述开关模块的控制端与所述电压比较模块的输出端连接；所述开关模块用于在接收到所述导通信号进行导通。

8、较佳地，所述可控硅为单向可控硅。

9、较佳地，所述开关模块包括接触器，当所述开关模块接收所述导通信号时，所述接触器的线圈得电，所述接触器的常开触点闭合，所述接触器导通。

10、较佳地，所述直流电容预充电电路还包括信号放大模块，所述信号放大模块的输入端与所述电压比较模块的输出端连接，所述信号放大模块用于接收所述导通信号并将所述导通信号进行放大后输出至所述开关模块。

11、较佳地，所述信号放大模块为npn三极管，所述npn三极管的集电极与电源连接，所述npn三极管的基极与所述电压比较模块的输出端连接，所述npn三极管的发射极与所述开关模块连接。

12、较佳地，所述预设电压为直流电容的额定电压的80％。

13、第二方面，本申请提供了一种电子设备，包括如上所述的直流电容预充电电路。

14、本实用新型的积极进步效果在于：当直流电容未建立安全电压时，将开关模块断开，给可控硅一个脉冲信号，可控硅承受正压导通，从而通过预充模块对直流电容进行预充电。由于预充模块中包括至少一个限流电阻，从而降低了充电电流，避免了短路。电压检测模块一直在检测直流电容两端的电压差，生成检测电压信号输出至电压比较模块。当检测电压信号大于或等于预设电压时，电压比较模块输出导通信号至开关模块，开关模块导通，预充模块的电流过零，可控硅自动断开，从而通过开关模块继续对直流电容进行充电。本申请的预充电电路，控制简单，只需开始启动时给可控硅一个脉冲信号，就可导通预充模块；而开关模块导通后，可控硅会自动关断。同时，本申请的预充电电路，具有加高的可靠性，一旦开关模块导通，可控硅立即自动关断，从而杜绝了在变频器运行时、由于预充模块的开关损坏或其他原因而导致的预充模块仍处于导通状态而烧毁的风险。

技术特征：

1.一种直流电容预充电电路，用于变频器直流电容的预充电，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的直流电容预充电电路，其特征在于，所述可控硅(32)为单向可控硅。

3.如权利要求1所述的直流电容预充电电路，其特征在于，所述开关模块(20)包括接触器，当所述开关模块(20)接收所述导通信号时，所述接触器的线圈得电，所述接触器的常开触点闭合，所述接触器导通。

4.如权利要求3所述的直流电容预充电电路，其特征在于，所述直流电容(10)预充电电路还包括信号放大模块，所述信号放大模块的输入端与所述电压比较模块(50)的输出端连接，所述信号放大模块用于接收所述导通信号并将所述导通信号进行放大后输出至所述开关模块(20)。

5.如权利要求4所述的直流电容预充电电路，其特征在于，所述信号放大模块为npn三极管(71)，所述npn三极管(71)的集电极与电源连接，所述npn三极管(71)的基极与所述电压比较模块(50)的输出端连接，所述npn三极管(71)的发射极与所述开关模块(20)连接。

6.如权利要求1所述的直流电容预充电电路，其特征在于，所述预设电压(60)为直流电容的额定电压的80％。

7.一种电子设备，包括如权利要求1-6中任一项所述的直流电容预充电电路。

技术总结
本申请公开了一种直流电容预充电电路和电子设备，其中直流电容预充电电路包括：预充模块，与所述直流电容串联，所述预充模块包括可控硅和至少一个限流电阻，所述可控硅与所述限流电阻串联；电压检测模块，与所述直流电容并联，用于检测所述直流电容两端的电压差，生成检测电压信号；电压比较模块，与所述电压检测模块的输出端连接，用于接收所述检测电压信号，并在所述检测电压信号大于或等于预设电压时输出导通信号；开关模块，与所述预充模块并联，所述开关模块的控制端与所述电压比较模块的输出端连接；所述开关模块用于在接收到所述导通信号进行导通。

技术研发人员：李江
受保护的技术使用者：西门子电气传动有限公司
技术研发日：20221109
技术公布日：2024/1/12