逆變合閘開關(guān)軟啟動控制電路

逆變功率轉(zhuǎn)換電路的工作方式分兩大類：PFM和PWM方式，這兩種控制方式的基本點都是由一個可變的電平信號Vc來控制開關(guān)管導(dǎo)通時間的。

由以上分析我們可設(shè)計一個電路，使其在接到啟動命令后便產(chǎn)生一個從零慢慢上升的電平，最后達到所需要的值，這就是一種軟啟動的控制電路，如圖5所示。

在各種各樣的 和雙零開關(guān)集成控制芯片中，一般都設(shè)計有軟啟動控制電路，其外圍電路非常簡單，一般在設(shè)置端對地加一只電容即可。

通過以上的分析和探討，使我們在設(shè)計逆變系統(tǒng)或裝置時，能充分考慮合閘控制和軟啟動電路，通過優(yōu)化設(shè)計合閘控制和軟啟動電路方案，對改變逆變系統(tǒng)或裝置的性能提供一些方案。

1、逆變系統(tǒng)合閘控制電路的設(shè)計

逆變系統(tǒng)合閘控制電路一般有如下幾種形式：

（ 1）串聯(lián)延時繼電器

輸入側(cè)用全波不可控整流電路，直流輸入線上串接電阻與延時繼電器并聯(lián)器件，合閘前，繼電器常開，合閘后，輸入電壓經(jīng)過限流電阻為輸入濾波電容，充電一段時間后就認(rèn)為輸入濾波電容上已經(jīng)充滿電壓，延時繼電器閉合，限流電阻短接。

如圖1所示，最大合閘浪涌電流為I_p=

式中Rs———輸入回路內(nèi)阻的等效電阻；

U———交流電源電壓的有效值。

Rs一般為線路接導(dǎo)線的電阻，數(shù)值很小，在合閘瞬間儲能電容近似把電源短路，這樣大的浪涌電流不僅會引起電源開關(guān)觸點的熔接，或使輸入熔斷器熔斷，在出現(xiàn)浪涌電流時產(chǎn)生的干擾會給系統(tǒng)控制電路與其他相鄰的用電設(shè)備帶來妨礙；就儲能電容器而言，多次反復(fù)地經(jīng)受大電流沖擊，性能將會逐漸變化?？傊祥l浪涌電流會引起一系列可靠性方面的問題，必須設(shè)法加以抑制。限制合閘浪涌電

流的方法可在儲能電容回路中串入電阻R （見圖1），

加入 后的合閘電流 I_p=

（ 2）串聯(lián)可控繼電器

輸入側(cè)采用全波不可控整流電路，直流輸入線上串接電阻與繼電器并聯(lián)，合閘前，繼電器常開，合閘后，輸入電壓經(jīng)過限流電阻與輸入濾波電容充電，控制電路檢測高壓直流電壓，當(dāng)輸入濾波電容上的電壓高到一定值時送控制信號，使繼電器閉合，限流電阻短接?？梢钥刂颇孀兤鞯墓ぷ髀?lián)系，基極驅(qū)動脈沖解除封鎖，啟動功率轉(zhuǎn)換電路。如圖2所示，由于繼電器閉合時，輸入電壓與濾波電容上的電壓之間還是有一定之差，還存在拉弧現(xiàn)象，繼電器觸點的壽命還會受影響，所以可用可控硅代替繼電器。

（ 3）回路串聯(lián)晶閘管

電路圖如圖3所示。

圖3中用延時電路來觸發(fā)晶閘管，當(dāng)電源閉合之后，儲能電容通過電阻R充電。與此同時控制電路電源也加到延時電路上，由于最初電容Cy未充電，Vc=0，因此，比較器N輸出電壓為負(fù)值，晶體管V1不導(dǎo)通，光電耦合器V2不工作，大約經(jīng)T秒后，電容器Cy充電到電壓V1，以后，比較器的輸出為正，致使V1、V2導(dǎo)通，晶閘管Vt被觸發(fā)導(dǎo)通，限流電阻R被短接。延時電路的延時時間一般取儲能電容C充電時間常數(shù)的3~5倍，此時可以認(rèn)為儲能電容已充電完畢。

（ 4）串聯(lián)可控繼電器限流控制方案的改進

電路的不足之處在于控制方案不太合理，可以對其做如下改進，如圖4所示。當(dāng)輸入濾波電容上的電壓高到一定值時，U104A輸出變低，U104B輸出變高，在延時一段時間（ 1~2S），等輸入電壓與濾波電容上的電壓之差消除后，U104C輸出變高，控制繼電器閉合，然后再延時幾十毫秒給繼電器觸點一個機械動作時間，U104D輸出變高，控制逆變電路工作。

以上改進電路有很多優(yōu)點：

（1）使繼電器觸點零電流通斷，大大提高了繼電器的工作壽命；

（2）保證繼電器閉合后，逆變電路才工作；

（3）保證在整個合閘過程中限制輸入電流，沒有沖擊。

幾乎所有的逆變系統(tǒng)或裝置都存在合閘和啟動的問題，具體說就是以下幾個方面：

（1 ）在合閘前，高壓直流側(cè)的濾波電容上的電壓為零，若直接合閘，輸入電壓加在很小的輸入濾波電容上，對于沒有輸入濾波電感的逆變系統(tǒng)或裝置，則相當(dāng)于輸入短路，輸入沖擊電流很大。所以要有合閘控制電路以限制合閘輸入側(cè)的沖擊電流。

（2 ）在逆變電路啟動工作前，對直流輸出的逆變或電源變換裝置來說，輸出濾波電容上的電壓一般為零。對變頻器來說，電機負(fù)載一般是不轉(zhuǎn)的。如果按正常開關(guān)的開關(guān)工作狀態(tài)啟動逆變電路工作，就會造成過流，所以在啟動過程中，要控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間，必須從零慢慢增加，這就是軟啟動電路要完成的工作。

（3 ）合閘控制和軟啟動電路的工作好壞，直接影響著逆變系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)、使用性能和工作可靠性。逆變系統(tǒng)或裝置合閘控制和軟啟動的意義就在于通過優(yōu)化設(shè)計合閘控制和軟啟動方案，改善合閘和啟動幾個方面的性能和指標(biāo)。

高頻逆變器通過高頻dc/dc變換技術(shù)，將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l低壓交流電，然后經(jīng)過高頻變壓器升壓后，再經(jīng)過高頻整流濾波電路整流成通常均在300v以上的高壓直流電，最后通過工頻逆變電路得到220v工頻交流電供負(fù)載使用。 　分為：方波逆變器和階梯波逆變器。 　高頻逆變器的優(yōu)缺點：高頻逆變器采用的是體積較小，重量較輕的高頻磁芯材料，以此來大大提高電路的功率密度，使得逆變電源的空載損耗很小，逆變效率得到了提高。通常高頻逆變器峰值轉(zhuǎn)換效率達到90%以上。但是它也有顯著的缺點，即高頻逆變器不能接滿負(fù)荷的感性負(fù)載，而且它的過載能力較差。2100433B

介紹了正弦波逆變器技術(shù)，闡述了正弦波逆變器發(fā)展中典型逆變方式的工作原理，以及典型逆變電路的工作過程。內(nèi)容包括:逆變器主電路的基本形式，如電壓型電流型...

逆變器按波弦性質(zhì)

主要分兩類，一類是正弦波逆變器，另一類是方波逆變器。

正弦波逆變器輸出的是同我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娋W(wǎng)一樣甚至更好的正弦波交流電，因為它不存在電網(wǎng)中的電磁污染。

方波逆變器輸出的則是質(zhì)量較差的方波交流電，其正向最大值到負(fù)向最大值幾乎在同時產(chǎn)生，這樣，對負(fù)載和逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。同時，其負(fù)載能力差，僅為額定負(fù)載的40－60%，不能帶感性負(fù)載。如所帶的負(fù)載過大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負(fù)載中的容性電流增大，嚴(yán)重時會損壞負(fù)載的電源濾波電容。

針對上述缺點，出現(xiàn)了準(zhǔn)正弦波（或稱改良正弦波、修正正弦波、模擬正弦波等等）逆變器，其輸出波形從正向最大值到負(fù)向最大值之間有一個時間間隔，使用效果有所改善，但準(zhǔn)正弦波的波形仍然是由折線組成，屬于方波范疇，連續(xù)性不好。

總括來說，正弦波逆變器提供高質(zhì)量的交流電，能夠帶動任何種類的負(fù)載，但技術(shù)要求和成本均高。準(zhǔn)正弦波逆變器可以滿足我們大部分的用電需求，效率高，噪音小，售價適中，因而成為市場中的主流產(chǎn)品。方波逆變器的制作采用簡易的多諧振蕩器，其技術(shù)屬于50年代的水平，將逐漸退出市場。

逆變器根據(jù)發(fā)電源的不同，分為煤電逆變器，太陽能逆變器，風(fēng)能逆變器，核能逆變器。根據(jù)用途不同，分為獨立控制逆變器，并網(wǎng)逆變器。

世界上太陽能逆變器，歐美效率較高，歐洲標(biāo)準(zhǔn)是97.2%，但價格較為昂貴，國內(nèi)其他的逆變器效率都在90%以下，但價格比進口要便宜很多。

除了功率，波形以外，選擇逆變器的效率也非常重要，效率越高則在逆變器身上浪費的電能就少，用于電器的電能就更多，特別是當(dāng)你使用小功率系統(tǒng)時這一點的重要性更明顯。

逆變器應(yīng)用領(lǐng)域

1、汽車上的逆變器所獲得的220V電，是220V 50HZ，高檔點的是正弦波的，便宜的一般是方波的。

正弦波的那種和接插座上用的電，是一樣的，而方波的其實也可以用，只不過如果用風(fēng)扇等有電機的設(shè)備，會有一些噪音，之所以用方波，就是因為這種調(diào)制方式成本比較低。一般，車載的這個逆變器，功率最大不過500瓦，空調(diào)一般都700多瓦。汽車?yán)锏目照{(diào)，包括那些大客車，都是讓引擎直接驅(qū)動壓縮機的，不是用電的，如果中間多一個電的轉(zhuǎn)換過程，損耗就更大了。而且也不好裝，還不如用汽車空調(diào)。

2、接筆記本，電視，碟機之類的東西，只要在他的額定功率下使用，都沒問題 但是需要注意 他是接在汽車蓄電池上的，雖然他一般都是11V就自動保護斷電，避免電壓過低導(dǎo)致車無法啟動，但是還是不適宜在引擎不運轉(zhuǎn)的情況下用，所以如果用負(fù)載比較大，還是建議啟動引擎。如果是給手機充電道沒什么問題。

3、電動車上，有一個叫DC-DC的模塊，他也叫 直流轉(zhuǎn)換器 ，這個模塊輸入48V，輸出12V，那么你只要購買一個12V輸入的車載逆變器就可以使用。當(dāng)然若你能買到48V輸入的逆變器更好，但估計很難買到 而且，這個模塊一般只能提供5A電流，最多不過10A，而且車燈什么的也要用，所以很容易過載。

建議：如果可以，多買一個 直流轉(zhuǎn)換器，這個轉(zhuǎn)換器專門給你那逆變器供電，然后如果直流轉(zhuǎn)換器只能提供5A，那么逆變器輸入就應(yīng)當(dāng)小于5A，否則可能會損壞那模塊， 當(dāng)然有一些直流轉(zhuǎn)換器電流是很大的，如果修車的地方?jīng)]有，可以到一些電器店或叫他們修理的給你進一個大電流的，或者多個直流轉(zhuǎn)換器并聯(lián)也可以，總之，不要讓他過載就可以 。

4、城市軌道車輛上有一種vvvf牽引逆變器，用于變頻變壓，在列車牽引時將高壓（一般為dc750V或DC1500V）變?yōu)轭l率和電壓可調(diào)的三相電供給牽引電動動機使用，在制動時可以把列車慣性帶動牽引電機旋轉(zhuǎn)發(fā)出的三相電能轉(zhuǎn)換為直流電反饋回電網(wǎng)或通過能量消耗模塊消耗掉。

逆變器在通信領(lǐng)域的主要應(yīng)用在于：

• 為直流電源提供交流輔助電源。

有些維護工具需要交流電源，直流電源無法提供交流電源，可借助逆變器提供。

• 為光伏并網(wǎng)電源系統(tǒng)提供DC-AC變換功能。

將太陽能系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，輸入電網(wǎng)。