電力轉(zhuǎn)換器及其預(yù)充電電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及旨在控制電負(fù)載（C）的電力轉(zhuǎn)換器，其包括供電DC總線、總線電容器、配有限制電阻器的總線電容器的預(yù)充電電路、開關(guān)模式電源（SMPS）、和該開關(guān)模式電源的啟動組件（14）。該電力轉(zhuǎn)換器包含被安排成如下的選擇部件：在第一狀態(tài)（st1）下，將供電DC總線與開關(guān)模式電源的啟動組件（14）連接，或在第二狀態(tài)（st2）下，將供電DC總線與該總線電容器連接以便將該限制電阻器（RL）短路。
【專利說明】電力轉(zhuǎn)換器及其預(yù)充電電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力轉(zhuǎn)換器及其預(yù)充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，電力轉(zhuǎn)換器主要包括:
[0003]-與DC電壓源連接和包括正電力線和負(fù)電力線的DC電力總線；
[0004]-與正電力線和負(fù)電力線連接的總線電容器；
[0005]-與DC電力總線連接和裝備了被控制成向電負(fù)載提供可變電壓的多條開關(guān)臂的逆變器模塊；以及
[0006]-總線電容器的預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路包括也叫做預(yù)充電電阻器、與電力線和該總線電容器連接的限制電阻器、以及與該限制電阻器并聯(lián)的預(yù)充電繼電器，當(dāng)該總線電容器的充電完成時所述預(yù)充電繼電器被控制成閉合。
[0007]電力轉(zhuǎn)換器還可以包括一方面與提供AC電壓的電力源連接和另一方面與DC電力總線連接的整流器模塊。
[0008]為了控制電力轉(zhuǎn)換器，眾所周知的是使用并入電力轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)模式電源。這種開關(guān)模式電源使用啟動組件。
[0009]電力轉(zhuǎn)換器也可以從文獻US5459652中獲知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供電力轉(zhuǎn)換器。其中開關(guān)模式電源的啟動組件和總線電容器的預(yù)充電電路有助于降低轉(zhuǎn)換器的消耗。
[0011]這個目的是通過旨在控制電負(fù)載的電力轉(zhuǎn)換器達(dá)到的，該電力轉(zhuǎn)換器包括:
[0012]-裝備了正電力線和負(fù)電力線的DC電力總線；
[0013]-總線電容器；
[0014]-與正電力線和該總線電容器連接的限制電阻器，所述總線電容器與負(fù)電力線連接；
[0015]-開關(guān)模式電源；以及
[0016]-與DC電力總線的負(fù)電力線連接的該開關(guān)模式電源的啟動組件，
[0017]該轉(zhuǎn)換器包括:
[0018]-選擇部件，其被安排成在第一狀態(tài)下，將正電力線與該開關(guān)模式電源的啟動組件連接，或在第二狀態(tài)下，將正電力線與該總線電容器連接以便將該限制電阻器短路；以及
[0019]-被安排成控制該選擇部件處在第一狀態(tài)或處在第二狀態(tài)的控制單元。
[0020]按照一個特例，該開關(guān)模式電源的啟動組件包括串聯(lián)的啟動電阻器和電容器、以及與所述電容器并聯(lián)的齊納(Zener) 二極管。
[0021]按照另一個特例，該轉(zhuǎn)換器包括與該開關(guān)模式電源的啟動組件并聯(lián)的放電電阻器?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0022]其它特點和優(yōu)點將出現(xiàn)在有關(guān)舉例給出和表示在下面定義的附圖中的實施例的如下詳細(xì)描述中:
[0023]-圖1代表本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換器；以及
[0024]-圖2代表變型實施例中本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換器。
【具體實施方式】
[0025]參考圖1，電力轉(zhuǎn)換器主要包括:
[0026]-與DC電壓源連接和包括正電力線10和負(fù)電力線11的AD電力總線；
[0027]-與正電力線10和負(fù)電力線11連接和旨在將總線電壓保持在恒定值上的總線電容器Cbus。一些轉(zhuǎn)換器可以包括串聯(lián)的多個總線電容器。
[0028]-包括幾條開關(guān)臂的逆變器模塊12，每條開關(guān)臂包括至少兩個晶體管，該逆變器模塊旨在將可變電壓提供給與電力轉(zhuǎn)換器連接的電負(fù)載C。
[0029]電力轉(zhuǎn)換器還可以包括一方面與提供AC電壓的電力源15連接和另一方面與DC電力總線連接以便將DC電壓提供給所述總線的電壓整流器模塊13。借助于整流器模塊13，該電力轉(zhuǎn)換器執(zhí)行變速驅(qū)動器的功能。
[0030]電力轉(zhuǎn)換器還可以包括總線電容器Cbus的預(yù)充電電路。這個預(yù)充電電路用于一旦啟動變速驅(qū)動器就限制提供給總線電容器Cbus的充電電流。這個預(yù)充電電路由也叫做預(yù)充電電阻器的限制電阻器RL、和叫做預(yù)充電繼電器的繼電器組成，該繼電器與限制電阻器RL并聯(lián)，并旨在一旦總線電容器Cbus的充電完成就將限制電阻器RL短路。由限制電阻器RL和預(yù)充電繼電器組成的預(yù)充電電路通常一方面與DC電力總線的正電力線連接，和另一方面與總線電容器連接。當(dāng)將限制電阻器RL和預(yù)充電繼電器放置在總線電容器Cbus的預(yù)充電電路中時，它們可以直接與總線電容器Cbus串聯(lián)(如圖1所示)，或串聯(lián)地放置在DC電力總線的正電力線10上(如圖2所示)。
[0031]此外，該電力轉(zhuǎn)換器還包括開關(guān)模式電源(SMPS)。開關(guān)模式電源SMPS通過DC電力總線提供的電壓供電，并用于對輔助電路和晶體管監(jiān)視和控制部分供電。只要DC電力總線未達(dá)到足夠高電壓，就不能控制逆變器模塊。
[0032]為了啟動開關(guān)模式電源，眾所周知的是使用包括啟動電阻器R1、串聯(lián)的電容器Cl、和與電容器Cl并聯(lián)以限制電容器Cl的電壓的齊納二極管Dzl的啟動組件14。這個組件旨在與總線的正電力線10以及與總線的負(fù)電力線11連接。使得可以對開關(guān)模式電源的監(jiān)視電路供電以及在開關(guān)模式電源SMPS的兩端施加電壓，以便可以啟動后者。一旦開關(guān)模式電源完成了啟動，就將啟動組件14與總線斷開，由總線經(jīng)由與總線的兩條電力線10、11連接的兩條連接線對開關(guān)模式電源SMPS正常供電。
[0033]本發(fā)明的目的是合并預(yù)充電電路的限制電阻器RL的短路功能和啟動組件14的斷開功能。的確，預(yù)充電電路和啟動組件同時變得多余，即，當(dāng)總線電容器Cbus的充電完成時。因此，本發(fā)明在于使用單個繼電器SI來執(zhí)行這兩種功能。由控制單元16在兩個狀態(tài)之間控制這個繼電器SI，這兩個狀態(tài)是總線電容器Cbus的充電電流通過限制電阻器RL和啟動組件14的啟動電阻器Rl的第一狀態(tài)、以及限制電阻器RL被短路和啟動組件14與DC電力總線的正電力線10斷開的第二狀態(tài)。為了實現(xiàn)上述的兩種功能，使用的繼電器SI是，例如，SPDT (單刀雙擲，如圖1所示)類型的。繼電器SI與DC電力總線的正電力線10連接，并包括兩個極點，每個極點定義狀態(tài)stl、st2之一。按照本發(fā)明，電力轉(zhuǎn)換器還可以包括與啟動組件14并聯(lián)的放電電阻器R2。這個放電電阻器R2使總線電容器Cbus可以在電力轉(zhuǎn)換器被關(guān)閉時迅速放電，以及當(dāng)這個電阻器R2被永久插在總線電容器Cbus的兩端中時避免額外損耗。當(dāng)繼電器SI處在其第一狀態(tài)stl下時，這個放電電阻器R2與總線連接。
【權(quán)利要求】
1.一種旨在控制電負(fù)載(C)的電力轉(zhuǎn)換器,其包括: -裝備了正電力線(10)和負(fù)電力線(11)的DC電力總線； -總線電容器(Cbus)； -與正電力線(10)和該總線電容器(Cbus)連接的限制電阻器(RL)，所述總線電容器與負(fù)電力線(11)連接； -與正電力線(10)和負(fù)電力線(11)連接的開關(guān)模式電源(SMPS);以及 -與DC電力總線的負(fù)電力線(11)連接的該開關(guān)模式電源的啟動組件(14)， 其特征在于該轉(zhuǎn)換器包括: -被安排成如下的選擇部件，在第一狀態(tài)(stI)下，將正電力線(10)與該開關(guān)模式電源的啟動組件(14)連接，或在第二狀態(tài)(st2)下，將正電力線(10)與該總線電容器(Cbus)連接以便將該限制電阻器短路；以及 -被安排成控制該選擇部件處在第一狀態(tài)(stl)T或處在第二狀態(tài)(st2)下的控制單元(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換器，其特征在于該開關(guān)模式電源(SMPS)的啟動組件(14)包括串聯(lián)的啟動電阻器(Rl)和電容器(Cl)、以及與所述電容器(Cl)并聯(lián)的齊納二極管(Dzl)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電力轉(zhuǎn)換器，其特征在于其包括與該開關(guān)模式電源的啟動組件(14)并聯(lián)的放電電阻器(R2)。
【文檔編號】H02M5/458GK103875170SQ201280049584
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月17日
【發(fā)明者】J.古尤瑪?shù)? H.方 申請人:施耐德東芝換流器歐洲公司