一种变频器直流母线电容的充电控制方法及其实现电路

1.一种变频器直流母线电容的充电电路，其特征是：所述的电路包括连接在变频器内的辅助电源输出端的电源输入接口VD、延时启动开关、驱动模块和继电器，电源输入接口VD输入电源经过延时启动开关给驱动模块，延时启动开关控制驱动模块通断，驱动模块驱动继电器工作，继电器的常开触点并联在变频器母线上的限流电阻R1两端，所述的延时启动开关采用串联连接在电源输入接口VD和地之间的稳压二极管Z1和滤波电容C1，所述的驱动模块采用三极管Q2，三极管Q2的基极连接在稳压二极管Z1和滤波电容C1的公共端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与继电器的驱动线圈的一端连接，继电器的驱动线圈的另一端接VD，所述的电路中还包括有自锁电路，所述的自锁电路控制三极管Q2的通断，所述的自锁电路采用三极管Q1，三极管Q1的基极连接在三极管Q2的集电极上，三极管Q1的发射极连接在电源输入接口VD上，三极管Q1的集电极与稳压二极管Z3的负极连接，稳压二极管Z3的正极连接在稳压二极管Z1和滤波电容C1的公共端处，变频器上电时，通过限流电阻R1给直流母线电容E1充电，变频器上电后，从变频器内的辅助电源处取电控制驱动电路工作，驱动电路驱动继电器，继电器的常开触点并联在限流电阻R1两端，利用继电器的常开触点将限流电阻R1短路，继电器的常开触点吸合后，自锁电路维持继电器的常开触点吸合。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征是：所述的继电器的驱动线圈上并联有二极管D1，二极管D1的负极连接在电源输入接口VD上，二极管D1的正极连接在所述驱动模块上。

一种变频器直流母线电容的充电控制方法及其实现电路\n技术领域\n[0001] 本发明公开一种变频器，特别是一种变频器直流母线电容的充电控制方法及其实现电路。\n背景技术\n[0002] 变频器是现有技术中常用的电源器件，电源输入时，通常是要将交流市电进行整流滤波，请参看附图1，市电输入时通常是先将交流市电通过整流桥M1整流后，在其后级通常需要一个大的电解电容E1进行储能滤波。这样的话，在变频器上电瞬间，电解电容E1的电压为零，此时电解电容E1相当于短路，如果直接在整流桥M1后级连接电解电容E1的话，在上电瞬时流过整流桥M1的瞬时冲击电流将会非常大，容易损伤甚至直接烧毁整流桥M1。\n对于上述问题的解决办法通常是在整流桥M1和电解电容E1之间串联一个限流电阻R1（或称为缓冲电阻，其阻值和功率依直流母线电压和电容大小而定），这样，在上电瞬间就不会对整流桥M1造成过大的冲击。当电解电容E1充电完成后，需要将限流电阻R1短接，这样的话，可以减少限流电阻R1的功耗。目前常用的方式就是采用继电器RY1的常开触点，当上电瞬间，继电器RY1的常开触点为断开状态，通过限流电阻R1对电解电容E1充电，当电解电容E1的电压上升到一定的值后，继电器RY1吸合，利用继电器RY1的常开触点将限流电阻R1短接。请参看附图2，继电器RY1的常规控制方法如图2，其由CPU检测到母线电压后通过输出I/O口发一个电平信号到隔离光耦，通过光耦控制三极管Q1导通，从而控制继电器RY1吸合，但是此种控制方法要占用一个CPU的端口，并增加CPU的负担。\n发明内容\n[0003] 针对上述提到的现有技术中的变频器内与母线限流电阻并联的继电器控制时，需要占用CPU的I/O口的缺点，本发明提供一种新的变频器直流母线电容的充电控制方法及其实现电路，其利用变频器的辅助电源给继电器控制电路供电，当辅助电源的电压输出达到一定值时，则认为电解电容E1的充电完成，控制电路控制继电器吸合，短接限流电阻。\n[0004] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种变频器直流母线电容的充电控制方法，该方法为变频器上电时，通过限流电阻R1给直流母线电容E1充电，变频器上电后，从变频器内的辅助电源处取电控制驱动电路工作，驱动电路驱动继电器，继电器的常开触点并联在限流电阻R1两端，利用继电器的常开触点将限流电阻R1短路，所述的驱动电路中设有自锁电路，继电器的常开触点吸合后，自锁电路维持继电器的常开触点吸合。\n[0005] 一种实现上述的变频器直流母线电容的充电控制方法的电路，该电路包括连接在变频器内的辅助电源输出端的电源输入接口VD、延时启动开关、驱动模块和继电器，电源输入接口VD输入电源经过延时启动开关给驱动模块，延时启动开关控制驱动模块通断，驱动模块驱动继电器工作，继电器的常开触点并联在变频器母线上的限流电阻R1两端，所述的延时启动开关采用串联连接在电源输入接口VD和地之间的稳压二极管Z1和滤波电容C1，所述的驱动模块采用三极管Q2，三极管Q2的基极连接在稳压二极管Z1和滤波电容C1的公共端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与继电器的驱动线圈的一端连接，继电器的驱动线圈的另一端接VD，所述的电路中还包括有自锁电路，所述的自锁电路控制三极管Q2的通断，所述的自锁电路采用三极管Q1，三极管Q1的基极连接在三极管Q2的集电极上，三极管Q1的发射极连接在电源输入接口VD上，三极管Q1的集电极与稳压二极管Z3的负极连接，稳压二极管Z3的正极连接在稳压二极管Z1和滤波电容C1的公共端处。\n[0006] 本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：\n[0007] 所述的继电器的驱动线圈上并联有二极管D1，二极管D1的负极连接在电源输入接口VD上，二极管D1的正极连接在所述驱动模块上。\n[0008] 本发明的有益效果是：本发明不用CPU控制，从而减轻了CPU的负担，同时，本发明除电源和地之外不需要引入其他信号线，不易形成干扰，PCB板布线简单，也没有发热元件，有利于提高电路效率，同时有利于提高电路的可靠性。\n[0009] 下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。\n附图说明\n[0010] 图1为常规变频器输入接口电路原理图。\n[0011] 图2为现有技术中继电器控制电路原理图。\n[0012] 图3为本发明继电器控制电路原理图。\n具体实施方式\n[0013] 本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。\n[0014] 本发明为一种继电器的自举控制方式，由于变频器内都包括有一个辅助电源，辅助电源一般都是利用直流母线进行供电的，本发明的主要方法为在变频器上电时，通过限流电阻R1给直流母线电容E1充电，变频器上电达到一定程度后（即电解电容E1的电压达到一定的值），变频器内的辅助电源开始上电工作，从变频器内的辅助电源处取电控制驱动电路工作，驱动电路驱动继电器工作，继电器的常开触点并联在限流电阻R1两端，利用继电器的常开触点将限流电阻R1短路。本实施例中还设有自锁电路，继电器的常开触点吸合后，自锁电路维持继电器的常开触点吸合。\n[0015] 请参看附图3，本发明中的电路包括连接在变频器内的辅助电源输出端的电源输入接口VD、延时启动开关、驱动模块和继电器，电源输入接口VD输入电源经过延时启动开关给驱动模块，延时启动开关控制驱动模块通断，本实施例中，延时启动开关采用串联连接在电源输入接口VD和地之间的稳压二极管Z1和滤波电容C1，驱动模块采用三极管Q2，三极管Q2的基极连接在稳压二极管Z1和滤波电容C1的公共端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与继电器的驱动线圈连接。本实施例中，电路中还包括有自锁电路，自锁电路采用三极管Q1，三极管Q1的基极连接在三极管Q2的集电极上，三极管Q1的发射极连接在电源输入接口VD上，三极管Q1的集电极与稳压二极管Z3的负极连接，稳压二极管Z3的正极连接在稳压二极管Z1和滤波电容C1的公共端处。驱动模块驱动继电器工作，继电器的常开触点并联在变频器母线上的限流电阻R1两端。继电器的驱动线圈上并联有二极管D1，二极管D1的负极连接在电源输入接口VD上。\n[0016] 本发明在使用时，配合如图1中的输入接口电路使用，变频器上电后只有当直流母线中的电解电容E1的电压被缓冲电阻R1充到一定值之后，辅助电源才会启动，从而建立VD的电压值，一旦VD的电压超过稳压二极管Z1的击穿电压，稳压二极管Z1就会导通，然后给滤波电容C1充电，滤波电容C1的电压达到三极管Q2的导通电压后，驱动三极管Q2导通，使继电器RY1吸合，继电器RY1吸合后，其常开触点将缓冲电阻R1短路，通过继电器的常开触点直接给直流母线供电，此电路通过三极管Q1导通使三极管Q2持续导通，从而形成闭锁电路，同时把稳压二极管Z1切换掉，保护稳压二极管Z1不被损坏。\n[0017] 在系统掉电时，电压VD降低，在VD的电压降到低于稳压二极管Z3的击穿电压和三极管Q2的导通电压之和时，稳压二极管Z3将无法导通，闭锁电路失效，三极管Q2恢复关断，使继电器RY1断开。本实施例中，采用的稳压二极管Z1调整吸合初始电压，其导通电压必须小于VD，稳压二极管Z3调整继电器RY1释放电压，稳压二极管Z3的稳压值必须小于稳压二极管Z1，稳压二极管Z3的稳压值和稳压二极管Z1的稳压值的选取取决于电压VD的高低和继电器RY1的线圈电压的大小，本实施例中，电压VD选取为18V，继电器RY1采用线圈电压为18V的继电器，稳压二极管Z1的稳压值为15V，稳压二极管Z 3的稳压值为6.2V。\n[0018] 本发明不用CPU控制，从而减轻了CPU的负担，同时，本发明除电源和地之外不需要引入其他信号线，不易形成干扰，PCB板布线简单，也没有发热元件，有利于提高电路效率，同时有利于提高电路的可靠性。