一種igbt整流電路和igbt整流電路控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及整流電路【技術領域】，尤其涉及一種IGBT整流電路和控制方法，電流檢測器A1的輸入端連接三相市電，電流檢測器A1的輸出端通過信號采集電路連接三相LC濾波器LC1的輸入端，三相LC濾波器LC1的輸出端連接三相IGBT逆變橋電路的交流側(cè)，三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)連接負載，IGBT整流驅(qū)動電路一端和IGBT整流控制電路連接，另一端和三相IGBT逆變橋電路的脈沖信號輸入端連接，IGBT整流控制電路還分別和電流檢測器A1和信號采集電路連接。此電路通過集成三相LC濾波器LC1和三相IGBT逆變橋電路形成IGBT整流電路，并根據(jù)電流值和電壓值控制整流電路輸出，只用較少的部件就可實現(xiàn)穩(wěn)定的直流母線電壓輸出，結(jié)構(gòu)簡單、輸出穩(wěn)定、成本低廉、對電網(wǎng)污染小且安全有效。
【專利說明】—種IGBT整流電路和IGBT整流電路控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及整流電路【技術領域】，尤其涉及一種IGBT整流電路和IGBT整流電路控制方法。
【背景技術】
[0002]整流電路是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。三相整流電路主要完成三相交流電到直流電的轉(zhuǎn)換，常用于電鍍裝置、電解裝置、直流焊機、充電裝置和UPS電源。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機的調(diào)速、發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領域得到廣泛應用。但是由于變壓器的引入，整流電路的成本一直居高不下，而且現(xiàn)在市面上大部分的整流電路輸入功率因素低、電流諧波大，給電網(wǎng)造成很大的污染，如何制造出對電網(wǎng)污染小且可輸出穩(wěn)定直流電壓的低成本整流電路一直是工程師研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單、輸出穩(wěn)定、成本低廉、對電網(wǎng)污染小且安全有效的IGBT整流電路和IGBT整流電路控制方法。
[0004]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0005]第一方面，提供一種IGBT整流電路，包括由三相電感器LI和電容器組Cl并聯(lián)構(gòu)成的三相LC濾波器LC1、由輸入電壓采樣電路和相序檢測電路連接構(gòu)成的信號采集電路、三相IGBT逆變橋電路、IGBT整流驅(qū)動電路、IGBT整流控制電路和電流檢測器Al，所述電流檢測器Al的輸入端連接三相市電，所述電流檢測器Al的輸出端通過信號采集電路連接三相LC濾波器LCl的輸入端，所述三相LC濾波器LCl的輸出端連接三相IGBT逆變橋電路的交流側(cè)，三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)連接負載，IGBT整流控制電路的信號輸出端和IGBT整流驅(qū)動電路的信號輸入端連接，IGBT整流驅(qū)動電路的信號輸出端和三相IGBT逆變橋電路的脈沖信號輸入端連接，IGBT整流控制電路的信號輸入端分別和電流檢測器Al和信號采集電路連接。
[0006]其中，所述電流檢測器Al的輸入端通過熔斷器Fl連接三相市電。
[0007]其中，所述熔斷器Fl的輸入端通過三極開關Kl連接三相市電。
[0008]其中，所述三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)通過LC濾波器LC2連接負載，LC濾波器LC2還通過母線電壓采樣電路連接IGBT整流控制電路的信號輸入端。
[0009]其中，所述LC濾波器LC2由DC電感器L2和電容器組C2串聯(lián)構(gòu)成。
[0010]其中，所述IGBT整流電路還包括報警電路，報警電路和IGBT整流控制電路連接。
[0011]其中，所述電流檢測器Al為霍爾電流傳感器。
[0012]其中，所述三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)還通過IDC采樣器連接IGBT整流控制電路的信號輸入端。
[0013]第二方面，提供一種應用于上述的IGBT整流電路的IGBT整流電路控制方法，包括:
[0014]接收電流檢測器Al采集的電流值和輸入電壓采樣電路采集的電壓值；
[0015]判斷電流值是否處于預設的正常工作電流值范圍內(nèi)和電壓值是否處于預設的正常工作電壓值范圍內(nèi)，若電流值超出預設的正常工作電流值范圍和/或電壓值超出預設的正常工作電壓值范圍，則封鎖三相IGBT逆變橋電路；若電流值未超出預設的正常工作電流值范圍和電壓值未超出預設的正常工作電壓值范圍，則所述IGBT整流控制電路根據(jù)電流值和電壓值，發(fā)出PWM信號給IGBT整流驅(qū)動電路；
[0016]IGBT整流驅(qū)動電路將PWM信號隔離放大后，生成驅(qū)動信號提供給三相IGBT逆變橋電路。
[0017]其中，所述IGBT整流電路還包括報警電路，報警電路和IGBT整流控制電路連接，
[0018]所述IGBT整流控制電路判斷相序檢測電路采集的相序是否和預設的正常工作相序相同，若否，則導通報警電路。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:一種IGBT整流電路，包括由三相電感器LI和電容器組Cl并聯(lián)構(gòu)成的三相LC濾波器LCl、由輸入電壓采樣電路和相序檢測電路連接構(gòu)成的信號采集電路、三相IGBT逆變橋電路、IGBT整流驅(qū)動電路、IGBT整流控制電路和電流檢測器Al，所述電流檢測器Al的輸入端連接三相市電，所述電流檢測器Al的輸出端通過信號采集電路連接三相LC濾波器LCl的輸入端，所述三相LC濾波器LCl的輸出端連接三相IGBT逆變橋電路的交流側(cè)，三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)連接負載，IGBT整流控制電路的信號輸出端和IGBT整流驅(qū)動電路的信號輸入端連接，IGBT整流驅(qū)動電路的信號輸出端和三相IGBT逆變橋電路的脈沖信號輸入端連接，IGBT整流控制電路的信號輸入端分別和電流檢測器Al和信號采集電路連接。此電路通過集成三相LC濾波器LCl和三相IGBT逆變橋電路形成IGBT整流電路，放棄使用變壓器只用較少的部件就可實現(xiàn)穩(wěn)定的直流母線電壓輸出，結(jié)構(gòu)簡單、輸出穩(wěn)定、成本低廉且對電網(wǎng)污染小。
[0020]進一步的，提供一種應用于上述IGBT整流電路的IGBT整流電路控制方法，實時判斷采集的電流值和電壓值是否處于預設的正常工作電流值和預設的正常工作電壓值范圍內(nèi)，若是則根據(jù)電流值和電壓值發(fā)出PWM信號給IGBT整流驅(qū)動電路以便IGBT整流驅(qū)動電路根據(jù)PWM信號生成驅(qū)動信號提供給三相IGBT逆變橋電路，若否則封鎖三相IGBT逆變橋電路，保證IGBT整流電路長期安全有效的工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本發(fā)明提供的IGBT整流電路的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本發(fā)明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0024]請參考圖1，其是本發(fā)明提供的IGBT整流電路的電路不意圖。
[0025]一種IGBT整流電路，包括由三相電感器LI和電容器組Cl并聯(lián)構(gòu)成的三相LC濾波器LC1、由輸入電壓采樣電路和相序檢測電路連接構(gòu)成的信號采集電路、三相IGBT逆變橋電路、IGBT整流驅(qū)動電路、IGBT整流控制電路和電流檢測器Al，所述電流檢測器Al的輸入端連接三相市電，所述電流檢測器Al的輸出端通過信號采集電路連接三相LC濾波器LCI的輸入端，所述三相LC濾波器LCl的輸出端連接三相IGBT逆變橋電路的交流側(cè)，三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)連接負載，IGBT整流控制電路的信號輸出端和IGBT整流驅(qū)動電路的信號輸入端連接，IGBT整流驅(qū)動電路的信號輸出端和三相IGBT逆變橋電路的脈沖信號輸入端連接，IGBT整流控制電路的信號輸入端分別和電流檢測器Al和信號采集電路連接。
[0026]三相市電經(jīng)過三相LC濾波器LCl給三相IGBT逆變橋電路提供交流電壓，三相IGBT逆變橋電路把交流電壓轉(zhuǎn)換為一個穩(wěn)定的直流母線輸出電壓。此電路的輸入功率因素可高達0.99以上、輸入電流諧波小可達到< 5%。
[0027]此電路通過集成三相LC濾波器LCl和三相IGBT逆變橋電路形成IGBT整流電路，放棄使用變壓器只用較少的部件就可實現(xiàn)穩(wěn)定的直流母線電壓輸出，結(jié)構(gòu)簡單、輸出穩(wěn)定、成本低廉且對電網(wǎng)污染小。
[0028]其中，所述電流檢測器Al的輸入端通過熔斷器Fl連接三相市電。
[0029]熔斷器是指當電流超過規(guī)定值時，以本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，斷開電路的一種電器。熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運用這種原理制成的一種電流保護器。熔斷器廣泛應用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設備中，作為短路和過電流的保護器，是應用最普遍的保護器件之一。
[0030]其中，所述熔斷器Fl的輸入端通過三極開關Kl連接三相市電。
[0031 ] 其中，所述三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)通過LC濾波器LC2連接負載，LC濾波器LC2還通過母線電壓采樣電路連接IGBT整流控制電路的信號輸入端。
[0032]母線電壓采樣電路用于對IGBT整流出來的母線電壓進行采集與反饋，給DSP芯片提供一個判斷母線電壓值是否正常的參考。
[0033]其中，所述LC濾波器LC2由DC電感器L2和電容器組C2串聯(lián)構(gòu)成。
[0034]電容器組C2為濾波電容器組，并聯(lián)在整流電源電路輸出端，用以降低交流脈動波紋系數(shù)、平滑直流輸出的一種儲能器件。在使用將交流轉(zhuǎn)換為直流供電的電子電路中，濾波電容器組不僅使電源直流輸出平穩(wěn)，降低了交變脈動波紋對電子電路的影響，同時還可吸收電子電路工作過程中產(chǎn)生的電流波動和經(jīng)由交流電源串入的干擾，使得電子電路的工作性能更加穩(wěn)定。
[0035]其中，所述IGBT整流電路還包括報警電路，報警電路和IGBT整流控制電路連接。
[0036]此報警電路和相序檢測電路結(jié)合使用。相序就是相位的順序，是交流電的瞬時值從負值向正值變化經(jīng)過零值的依次順序。交流電系統(tǒng)中有三根導線，分為ABC三相，正常情況下三相電壓、電流對稱，相位相差120°。相序檢測電路采用三相交流電相序檢測電路，能檢測三相交流電的相序是否正確。若三相交流電的相序不正確，則啟動報警電路報警，從而達到了保護負載的目的。[0037]其中，所述電流檢測器Al為霍爾電流傳感器。
[0038]霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，即閉環(huán)原理，當原邊電流IP產(chǎn)生的磁通通過高品質(zhì)磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊IP產(chǎn)生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經(jīng)過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。
[0039]其中，所述三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)還通過IDC采樣器連接IGBT整流控制電路的信號輸入端。
[0040]IDC采樣器可以實時采集電路信號并將信號傳給DSP芯片進行運算，以快速、準確的控制IGBT功率管的SPWM驅(qū)動信號。
[0041]優(yōu)選的，所述輸入電壓采樣電路為DC電壓采樣電路。
[0042]以下為本發(fā)明提供的IGBT整流電路控制方法的實施例。IGBT整流電路控制方法的實施例應用于上述IGBT整流電路實施例，IGBT整流電路控制方法的實施例中未詳盡描述的細節(jié)內(nèi)容，可以參考上述IGBT整流電路實施例。
[0043]一種應用于上述的IGBT整流電路的IGBT整流電路控制方法，包括:
[0044]接收電流檢測器Al采集的電流值和輸入電壓采樣電路采集的電壓值；
[0045]判斷電流值是否處于預設的正常工作電流值范圍內(nèi)和電壓值是否處于預設的正常工作電壓值范圍內(nèi)，若電流值超出預設的正常工作電流值范圍和/或電壓值超出預設的正常工作電壓值范圍，則封鎖三相IGBT逆變橋電路；若電流值未超出預設的正常工作電流值范圍和電壓值未超出預設的正常工作電壓值范圍，則所述IGBT整流控制電路根據(jù)電流值和電壓值，發(fā)出PWM信號給IGBT整流驅(qū)動電路；
[0046]IGBT整流驅(qū)動電路將PWM信號隔離放大后，生成驅(qū)動信號提供給三相IGBT逆變橋電路。
[0047]三相市電經(jīng)過三相LC濾波器LCl為三相IGBT逆變橋電路提供交流電壓，同時IGBT整流控制電路綜合各路的采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過DSP芯片計算后，發(fā)出PWM信號給IGBT整流驅(qū)動電路；IGBT整流驅(qū)動電路將PWM信號隔離放大后，生成最終的驅(qū)動信號提供給三相IGBT逆變橋電路，三相IGBT逆變橋電路的輸出經(jīng)過LC濾波器LC2的濾波后得到一個穩(wěn)定的直流母線電壓。
[0048]IGBT整流電路控制方法實時判斷采集的電流值和電壓值是否處于預設的正常工作電流值和預設的正常工作電壓值范圍內(nèi)，若是則根據(jù)電流值和電壓值發(fā)出PWM信號給IGBT整流驅(qū)動電路以便IGBT整流驅(qū)動電路根據(jù)PWM信號生成驅(qū)動信號提供給三相IGBT逆變橋電路，若否則封鎖三相IGBT逆變橋電路，保證IGBT整流電路長期安全有效的工作。
[0049]所述IGBT整流電路還包括報警電路，報警電路和IGBT整流控制電路連接，
[0050]所述IGBT整流控制電路判斷相序檢測電路采集的相序是否和預設的正常工作相序相同，若否，則導通報警電路。
[0051]本發(fā)明提供的IGBT整流電路結(jié)構(gòu)簡單、輸出穩(wěn)定、成本低廉、對電網(wǎng)污染小且安全有效。
[0052]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【權利要求】
1.一種IGBT整流電路，其特征在于，包括由三相電感器LI和電容器組Cl并聯(lián)構(gòu)成的三相LC濾波器LC1、由輸入電壓采樣電路和相序檢測電路連接構(gòu)成的信號采集電路、三相IGBT逆變橋電路、IGBT整流驅(qū)動電路、IGBT整流控制電路和電流檢測器Al，所述電流檢測器Al的輸入端連接三相市電，所述電流檢測器Al的輸出端通過信號采集電路連接三相LC濾波器LCl的輸入端，所述三相LC濾波器LCl的輸出端連接三相IGBT逆變橋電路的交流側(cè)，三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)連接負載，IGBT整流控制電路的信號輸出端和IGBT整流驅(qū)動電路的信號輸入端連接，IGBT整流驅(qū)動電路的信號輸出端和三相IGBT逆變橋電路的脈沖信號輸入端連接，IGBT整流控制電路的信號輸入端分別和電流檢測器Al和信號采集電路連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的IGBT整流電路，其特征在于，所述電流檢測器Al的輸入端通過熔斷器Fl連接三相市電。
3.根據(jù)權利要求2所述的IGBT整流電路，其特征在于，所述熔斷器Fl的輸入端通過三極開關Kl連接三相市電。
4.根據(jù)權利要求1所述的IGBT整流電路，其特征在于，所述三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)通過LC濾波器LC2連接負載，LC濾波器LC2還通過母線電壓采樣電路連接IGBT整流控制電路的信號輸入端。
5.根據(jù)權利要求4所述的IGBT整流電路，其特征在于，所述LC濾波器LC2由DC電感器L2和電容器組C2串聯(lián)構(gòu)成。
6.根據(jù)權利要求1所述的IGBT整流電路，其特征在于，所述IGBT整流電路還包括報警電路，報警電路和IGBT整流控制電路 連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的IGBT整流電路，其特征在于，所述電流檢測器Al為霍爾電流傳感器。
8.根據(jù)權利要求1所述的IGBT整流電路，其特征在于，所述三相IGBT逆變橋電路的直流側(cè)還通過IDC采樣器連接IGBT整流控制電路的信號輸入端。
9.一種應用于如權利要求1所述的IGBT整流電路的IGBT整流電路控制方法，其特征在于，包括:接收電流檢測器Al采集的電流值和輸入電壓采樣電路采集的電壓值；判斷電流值是否處于預設的正常工作電流值范圍內(nèi)和電壓值是否處于預設的正常工作電壓值范圍內(nèi)，若電流值超出預設的正常工作電流值范圍和/或電壓值超出預設的正常工作電壓值范圍，則封鎖三相IGBT逆變橋電路；若電流值未超出預設的正常工作電流值范圍和電壓值未超出預設的正常工作電壓值范圍，則所述IGBT整流控制電路根據(jù)電流值和電壓值，發(fā)出PWM信號給IGBT整流驅(qū)動電路；IGBT整流驅(qū)動電路將PWM信號隔離放大后，生成驅(qū)動信號提供給三相IGBT逆變橋電路。
10.如權利要求9所述的IGBT整流電路控制方法，其特征在于，所述IGBT整流電路還包括報警電路，報警電路和IGBT整流控制電路連接，所述IGBT整流控制電路判斷相序檢測電路采集的相序是否和預設的正常工作相序相同，若否，則導通報警電路。
【文檔編號】H02H7/125GK103607125SQ201310590526
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】李民英, 匡金華 申請人:廣東志成冠軍集團有限公司