[发明专利]上电限流电路及其应用电路

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力电子变换器技术领域的装置，具体是一种上电限流电路及其应用电路。

背景技术

单相交流电源供电的电力电子变换装置可以用于开关电源、大功率变频器、有源功率因数校正器(APFC)等应用领域，其中，对于大功率的功率因数校正器(PFC)，包括单相二极管不控整流桥和升压电路。对于大功率的应用场合，升压电路输出侧的储能电容容量较大，并且该储能电容的初始电压为零。在储能电容零电压时单相交流电源上电，会产生高幅值冲击电流，造成的不良结果是：引起空气开关动作，限制开关容量；网侧电流冲击过大，引起瞬时电压跌落，并造成谐波电流污染；储能电容空载电压过高对储能电容、功率器件或功率开关的耐压造成危害，为此必须采取上电限流措施。

目前，常用的上电限流措施多采用在启动阶段增加限流电阻、提高回路阻抗的方法。具体包括三种方式：(1)直流侧或交流火线上串联限流电阻，在上电时限流，但在上电结束后时利用继电器自动切除；(2)串联PTC热敏电阻，利用其正温度特性，在上电时限流，但在上电结束后利用继电器自动切除；(3)串联NTC热敏电阻，利用其负温度特性，在上电时限流，但在上电结束后保留。前两种方法的问题是：在电阻切除时带来了二次电流冲击问题。后一种方法的问题是：只适合负载功率小于200W的应用场合。为此，对于大功率应用场合，需要对现有的上电限流电路进行改进，彻底解决上电冲击电流问题。

经过对现有技术的检索发现，张相军等，“电机与控制学报”.2011年6月.总结了两种传统的软启动电路，包括上述前两种方法，并提出了“一种启动冲击电流抑制电路”，即三级冲击电流抑制电路，该电路可有效抑制启动时的一次冲击电流和二次冲击电流，但是仍然存在冲击电流，对电网的谐波电流冲击比较严重，而且结构复杂，元器件数量多，控制不简便，上电过程不可控，上电过程中电流波形不对称，且无功功率较大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种上电限流电路(CLC，Current Limiting Circuit)及其应用电路，具有电路结构简单、控制简便、上电电流可调、上电效果良好的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种上电限流电路，包括：变压器、谐振电容、谐振电阻、继电器、功率二极管，其中：上电限流电路的输入端分别与变压器原边的一端、继电器输出端正极相连，变压器原边的另外一端与继电器输出端负极相连，形成上电限流电路的输出端，谐振电容与谐振电阻跨接于变压器的副边，功率二极管反接于继电器输入端，继电器输入端正极和功率二极管阴极分别与电源相连，继电器输入端负极与功率二极管阳极相连，形成上电限流电路的控制端。

本发明还提供上述上电限流电路的应用电路，该电路包括：整流电路、升压电路和控制电路，所述的整流电路包括：输入滤波电容、上电限流电路和整流桥，其中：整流电路的输出端与升压电路的输入端相连，升压电路的控制端与控制电路相连，整流电路和升压电路的控制端与控制电路的输出端相连，所述上电限流电路串联于整流电路的交流侧；输入滤波电容跨接于单相交流电源的两端，上电限流电路的输入端与单相交流电源的L端相连，整流桥的两个输入端分别与上电限流电路的输出端和单相交流电源的N端相连，控制电路中电流型驱动器的输出端与上电限流电路的控制端相连。

本发明还提供另一种上电限流电路的应用电路，该电路包括：整流电路、升压电路和控制电路，整流电路包括：输入滤波电容、上电限流电路和整流桥，其中：整流电路的输出端与升压电路的输入端相连，升压电路的控制端与控制电路相连，整流电路和升压电路的控制端与控制电路的输出端相连，所述上电限流电路串联于整流电路的直流侧；整流桥的两个输入端直接与单相交流电源的L端和N端相连，整流桥的输出端正极与上电限流电路的输入端相连，上电限流电路的输出端与升压电路中的升压电感的一端相连，第二功率二极管的阳极与上电限流电路的输出端和升压电感的公共端相连，第二功率二极管的阴极与快速恢复二极管的阴极相连。