CN103875170B - 电力转换器及其预充电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及旨在控制电负载（C）的电力转换器，其包括供电DC总线、总线电容器、配有限制电阻器的总线电容器的预充电电路、开关模式电源（SMPS）、和该开关模式电源的启动组件（14）。该电力转换器包含被安排成如下的选择部件：在第一状态（st1）下，将供电DC总线与开关模式电源的启动组件（14）连接，或在第二状态（st2）下，将供电DC总线与该总线电容器连接以便将该限制电阻器（RL）短路。

Description

电力转换器及其预充电电路
技术领域
本发明涉及电力转换器及其预充电电路。
背景技术
众所周知，电力转换器主要包括：
-与DC电压源连接和包括正电力线和负电力线的DC电力总线；
-与正电力线和负电力线连接的总线电容器；
-与DC电力总线连接和装备了被控制成向电负载提供可变电压的多条开关臂的逆变器模块；以及
-总线电容器的预充电电路，所述预充电电路包括也叫做预充电电阻器、与电力线和该总线电容器连接的限制电阻器、以及与该限制电阻器并联的预充电继电器，当该总线电容器的充电完成时所述预充电继电器被控制成闭合。
电力转换器还可以包括一方面与提供AC电压的电力源连接和另一方面与DC电力总线连接的整流器模块。
为了控制电力转换器，众所周知的是使用并入电力转换器中的开关模式电源。这种开关模式电源使用启动组件。
电力转换器也可以从文献US5459652中获知。
发明内容
本发明的目的是提供电力转换器。其中开关模式电源的启动组件和总线电容器的预充电电路有助于降低转换器的消耗。
这个目的是通过旨在控制电负载的电力转换器达到的，该电力转换器包括：
-装备了正电力线和负电力线的DC电力总线；
-总线电容器；
-与正电力线和该总线电容器连接的限制电阻器，所述总线电容器与负电力线连接；
-开关模式电源；以及
-与DC电力总线的负电力线连接的该开关模式电源的启动组件，
该转换器包括：
-选择部件，其被安排成在第一状态下，将正电力线与该开关模式电源的启动组件连接，或在第二状态下，将正电力线与该总线电容器连接以便将该限制电阻器短路；以及
-被安排成控制该选择部件处在第一状态或处在第二状态的控制单元。
按照一个特例，该开关模式电源的启动组件包括串联的启动电阻器和电容器、以及与所述电容器并联的齐纳（Zener）二极管。
按照另一个特例，该转换器包括与该开关模式电源的启动组件并联的放电电阻器。
附图说明
其它特点和优点将出现在有关举例给出和表示在下面定义的附图中的实施例的如下详细描述中：
-图1代表本发明的电力转换器；以及
-图2代表变型实施例中本发明的电力转换器。
具体实施方式
参考图1，电力转换器主要包括：
-与DC电压源连接和包括正电力线10和负电力线11的AD电力总线；
-与正电力线10和负电力线11连接和旨在将总线电压保持在恒定值上的总线电容器Cbus。一些转换器可以包括串联的多个总线电容器。
-包括几条开关臂的逆变器模块12，每条开关臂包括至少两个晶体管，该逆变器模块旨在将可变电压提供给与电力转换器连接的电负载C。
电力转换器还可以包括一方面与提供AC电压的电力源15连接和另一方面与DC电力总线连接以便将DC电压提供给所述总线的电压整流器模块13。借助于整流器模块13，该电力转换器执行变速驱动器的功能。
电力转换器还可以包括总线电容器Cbus的预充电电路。这个预充电电路用于一旦启动变速驱动器就限制提供给总线电容器Cbus的充电电流。这个预充电电路由也叫做预充电电阻器的限制电阻器RL、和叫做预充电继电器的继电器组成，该继电器与限制电阻器RL并联，并旨在一旦总线电容器Cbus的充电完成就将限制电阻器RL短路。由限制电阻器RL和预充电继电器组成的预充电电路通常一方面与DC电力总线的正电力线连接，和另一方面与总线电容器连接。当将限制电阻器RL和预充电继电器放置在总线电容器Cbus的预充电电路中时，它们可以直接与总线电容器Cbus串联（如图1所示），或串联地放置在DC电力总线的正电力线10上（如图2所示）。
此外，该电力转换器还包括开关模式电源（SMPS）。开关模式电源SMPS通过DC电力总线提供的电压供电，并用于对辅助电路和晶体管监视和控制部分供电。只要DC电力总线未达到足够高电压，就不能控制逆变器模块。
为了启动开关模式电源，众所周知的是使用包括启动电阻器R1、串联的电容器C1、和与电容器C1并联以限制电容器C1的电压的齐纳二极管Dz1的启动组件14。这个组件旨在与总线的正电力线10以及与总线的负电力线11连接。使得可以对开关模式电源的监视电路供电以及在开关模式电源SMPS的两端施加电压，以便可以启动后者。一旦开关模式电源完成了启动，就将启动组件14与总线断开，由总线经由与总线的两条电力线10、11连接的两条连接线对开关模式电源SMPS正常供电。
本发明的目的是合并预充电电路的限制电阻器RL的短路功能和启动组件14的断开功能。的确，预充电电路和启动组件同时变得多余，即，当总线电容器Cbus的充电完成时。因此，本发明在于使用单个继电器S1来执行这两种功能。由控制单元16在两个状态之间控制这个继电器S1，这两个状态是总线电容器Cbus的充电电流通过限制电阻器RL和启动组件14的启动电阻器R1的第一状态、以及限制电阻器RL被短路和启动组件14与DC电力总线的正电力线10断开的第二状态。为了实现上述的两种功能，使用的继电器S1是，例如，SPDT（单刀双掷，如图1所示）类型的。继电器S1与DC电力总线的正电力线10连接，并包括两个极点，每个极点定义状态st1、st2之一。按照本发明，电力转换器还可以包括与启动组件14并联的放电电阻器R2。这个放电电阻器R2使总线电容器Cbus可以在电力转换器被关闭时迅速放电，以及当这个电阻器R2被永久插在总线电容器Cbus的两端中时避免额外损耗。当继电器S1处在其第一状态st1下时，这个放电电阻器R2与总线连接。

Claims (3)

1.一种旨在控制电负载(C)的电力转换器，其包括：
装备了正电力线(10)和负电力线(11)的DC电力总线；
总线电容器(Cbus)；
与正电力线(10)和该总线电容器(Cbus)连接的限制电阻器(RL)，所述总线电容器与负电力线(11)连接；
与正电力线(10)和负电力线(11)连接的开关模式电源(SMPS)；以及
与DC电力总线的负电力线(11)连接的该开关模式电源的启动组件(14)，
其特征在于该转换器包括：
被安排成如下的选择部件，在第一状态(st1)下，将正电力线(10)与该开关模式电源的启动组件(14)连接，或在第二状态(st2)下，将正电力线(10)与该总线电容器(Cbus)连接以便将该限制电阻器短路；以及
被安排成控制该选择部件处在第一状态(st1)下或处在第二状态(st2)下的控制单元(16)，
其中所述启动组件对开关模式电源的监视电路供电以及在开关模式电源的两端施加电压，以便可以启动所述开关模式电源。
2.如权利要求1所述的电力转换器，其特征在于该开关模式电源(SMPS)的启动组件(14)包括串联的启动电阻器(R1)和电容器(C1)、以及与所述电容器(C1)并联的齐纳二极管(Dz1)。
3.如权利要求1或2所述的电力转换器，其特征在于其包括与该开关模式电源的启动组件(14)并联的放电电阻器(R2)。
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