[发明专利]具有雷击保护能力的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路，且特别涉及一种具有雷击保护能力的电路。

背景技术

请参照图1A，其所绘示为现有变频器示意图。现有变频器100可连接至负载，例如三相直流马达(three phase DC motor，未绘示)。其中，变频器100包括：一电磁接触器(magnetic contactor)110、预充电电阻(pre-charge resistor)Rp、主整流电路(main rectifying circuit)130、一电容器(bulk capacitor)Cb、一控制电路140与一驱动电路(driving circuit)150。

电磁接触器110中有一常开开关组(normally-off switch set)b1、b2、b3。当电磁接触器110的控制端上的控制信号Sc未动作之前，常开开关组b1、b2、b3为打开状态(open state)，当电磁接触器110的控制端上的控制信号Sc动作后，常开开关组b1、b2、b3为闭合状态(close state)。

如图1A所示，三相交流电源R、S、T连接至主整流电路130的三个交流输入端(AC input terminal)，主整流电路130的直流输出端(DC output terminal)与节点o之间连接预充电电阻Rp。另外电磁接触器110中的常开开关组b1、b2、b3与预充电电阻Rp并联。

再者，电容器Cb、控制电路140与驱动电路150接连接于节点o与接地端Gnd之间。控制电路140可输出控制信号Sc至电磁接触器110。另外，控制电路140也可以产生多个驱动信号Sd1～Sd6至驱动电路150，用以控制驱动电路150多个输出端上的输出信号Va、Vb、Vc，并进一步控制三相直流马达(未绘示)。

基本上，主整流电路130与预充电电阻Rp形成一预充电路径(pre-charge path)，而主整流电路130与电磁接触器110形成一主充电路径(main charge path)。以下介绍现有变频器100的运作原理。

当三相交流电源R、S、T刚连接至电磁接触器110时，由于控制电路140尚未正常运作，因此无法输出控制信号Sc。此时，三相交流电源R、S、T输入主整流电路130的三个交流输入端后，由主电整流电路130的直流输出端产生直流电压(DC voltage)，经由预充电电阻Rp对电容器Cb充电。而电容器Cb上的电压充电到达稳态电压Vdc之前，控制电路140无法正常运作。

当充电器Cb充电至稳态电压Vdc之后，控制电路140开始正常运作，并输出控制信号Sc。此时，电磁接触器110的常开开关组b1、b2、b3变为闭合状态(close state)。因此，主整流电路130的直流输出端产生稳态电压Vdc不经过预充电电阻Rp而直接传递至电容器Cb。

另外，当控制电路140正常运作时，控制电路140即产生多个驱动信号Sd1～Sd6至驱动电路150，用以控制驱动电路150多个输出端上的输出信号Va、Vb、Vc。

请参照图1B，其所绘示为驱动电路150的电路示意图。驱动电路150中包括六个晶体管Q1～Q6。第一晶体管Q1集极接收稳态电压Vdc，基极接收第一驱动信号Sd1，射极连接至节点x。第二晶体管Q2集极接收稳态电压Vdc，基极接收第二驱动信号Sd2，射极连接至节点y。第三晶体管Q3集极接收稳态电压Vdc，基极接收第三驱动信号Sd3，射极连接至节点z。

第四晶体管Q4集极连接至节点x，基极接收第四驱动信号Sd4，射极连接至接地端。第五晶体管Q5集极连接至节点y，基极接收第五驱动信号Sd5，射极连接至接地端。第六晶体管Q6集极连接至节点z，基极接收第六驱动信号Sd6，射极连接至接地端。再者，节点x、y、z即为驱动电路150的输出端可产生输出信号Va、Vb、Vc，用以控制三相直流马达(未绘示)。

基本上，控制电路140利用驱动信号Sd1～Sd6来控制对应晶体管Q1～Q6的开启(turn on)或关闭(turn off)，并进一步控制输出信号Va、Vb、Vc的波形(waveform)。

当变频器100制造完成后，需要进行雷击测试(surge immunity test)。由于现有电磁接触器110可承受高电压，因此当主整流电路130运作时，约4KV的雷击电压(冲击电压)(surge voltage)所产生的大电流可顺利地通过主整流电路130及电磁接触器110至电容器Cb，而不会损坏变频器100，并通过雷击测试。