[发明专利]变频器软启动电路和包含其的变频器

说明书

本发明涉及电力电子技术，特别涉及一种变频器软启动电路以及包含该变频器软启动电路的变频器。按照本发明一个方面的变频器软启动电路（130）包含微控制器（131）、软启动电阻器（132）、直流接触器（133）、反激式开关电源（135）以及耦合在所述直流接触器（133）的线圈与接地之间的直流接触器驱动器（134），反激式开关电源（135）的开关单元（1351）包括串联耦合在所述变压器（T1）的初级与接地之间并且开关状态基本上同步的第一金属氧化物场效应晶体管（M1）和第二金属氧化物场效应晶体管（M2）。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，特别涉及一种变频器软启动电路以及包含该变频器软启动电路的变频器。

背景技术

变频器是应用变频技术，通过改变电机工作频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流滤波单元、逆变单元、驱动单元和控制单元等组成。变频器通过控制内部的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开断，向电机提供所需的电压和频率。

变频器一般内置软启动电路，其被耦合在变频器的整流单元与逆变单元之间以在启动时限制进入直流链路电容器的浪涌电流。这种软启动电路一般包括并联连接的软启动电阻器和直流接触器，其工作原理是，当变频器启动时，直流接触器处于断开状态，整流单元的输出电流经软启动电阻器对直流链路电容器充电，此时软启动电阻器起着限流作用；当直流链路电容器的电压达到或者接近直流母线的正常工作电压时，驱动电路将驱动直流接触器进入触点闭合状态，此时由直流接触器触点连接直流母线和直流电容，从而维持直流链路电容器供电的连续性。

现有技术的软启动电路一般利用反激式开关电源供电。这种开关电源的工作原理为，当开关元件处于导通状态时,变压器初级绕组内有电流通过,能量被储存于线圈内，此时由于初级绕组与次级绕组的极性相反，能量未被传送到负载；当开关元件处于关断状态时,变压器初级绕组将产生反向电势，负载有电流流通。在上述反激式开关电源中，通常需要采用耐高电压的金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)作为开关元件，这将大幅度增加成本。此外，为了提供多种直流电压，现有技术的反激式开关电源常采用带多个绕组的变压器，这将降低变压器的可靠性和短路承受能力。

此外，现有技术的软启动电路缺乏对直流接触器状态的监测能力，这有可能引发严重的故障。例如在软启动过程中，流经软启动电阻器的电流会产生温升，如果温升过大或者软启动电阻器在短时间内反复启动，都有可能导致电阻器受损或烧毁，给后续的变频器启动带来安全隐患。又如，驱动电路或控制单元的故障将使得直流接触器在软启动过程结束后无法进入触点闭合状态，因此整流单元的输出电流持续流经软启动电阻器，这对于电阻器而言是致命的。再者，如果继电器触点由于磨损、拉弧而永久性地粘连在一起或者在变频器断电重启时继电器仍然处于闭合状态，则软启动电阻器将被旁路，启动过程中的巨大电流将损坏前端的整流单元和后端的直流链路电容器。

发明内容

本发明的目的是提供一种变频器软启动电路，其具有实现成本低和具有诊断保护功能等优点。

按照本发明一个方面的变频器软启动电路包含：

微控制器；

软启动电阻器，其耦合在变频器的整流单元与直流充电电容器之间；

直流接触器，其触点分别与变频器的整流单元和直流充电电容器耦合；

反激式开关电源，其包括：

变压器，其初级绕组从变频器的直流母线取电，次级绕组与所述直流接触器的线圈耦合；

开关单元，其耦合在所述变压器的初级绕组与接地之间以控制所述变压器的初级绕组与接地之间的导通和关断；

耦合在所述直流接触器的线圈与接地之间的直流接触器驱动器，其配置为在所述微控制器的控制下，使所述直流接触器的触点闭合或断开，