[发明专利]逆变器零电荷启动和停止电路

说明书

技术领域

本发明属于逆变器安全操作控制领域，尤其是一种逆变器零电荷启动和停止电路。

背景技术

高压母线逆变技术具备低损耗、高效率的特点，因此目前绝大多数逆变器都采取高压直流母线逆变结构，即便是低压小功率逆变器，也往往采取先升压后逆变的方式，其中以DC300V-DC800V逆变技术最为常见，这是由于这一范围内电力电子器件选择范围宽广。

但是，高压母线的建立与撤离对于逆变控制又提出新的要求，人们过多关注逆变功能、效率、体积重量等等问题，而很少关注逆变启动、停止等边界过程和静态安全特性。目前，在逆变器领域由于缺乏严格的上电及撤电控制时序，使之在启动、停止、静态都存在隐患。主要问题有以下三点：第一，开机过程存在主回路与控制回路上电的冒险竞争。第二，停机过程存在电气拉弧，高压残留电荷控制失效现象。第三，在逆变器静态时，内部滞留的高压残留电荷难以在短时间泄放，给人机操作带来安全隐患。

图1为直接母线逆变简图。当输入空气开关K1闭合后，控制回路立刻上电工作，主回路通过限流电阻R1对直流母线电容C缓充电，待电容充满后，通过K2开关将电阻短接旁路，之后逆变器工作。图2为DC/DC隔离逆变结构简图。当输入开关K1闭合后，控制回路立刻上电工作，通过DC/DC变换器实现隔离，PWM控制逐步高压母线，待母线电容充满后，逆变电路工作。从中我们可以看出，逆变器的启动停止操作都是通过输入空气开关的分断实现，在断电后高压残留电荷泄放高过程中，逆变器件处于不受控状态，逆变桥臂容易出现干扰导通现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种逆变器零电荷启动和停止电路。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种逆变器零电荷启动和停止电路，包括逆变器的限流电阻、直流母线电容、逆变控制电路，本发明的创新是：它将逆变器的供电分为主回路供电和控制回路供电两部分，所述主回路供电是在电源正端与限流电阻之间的节点上连接由继电器RY1和RY2串联的电路，在电源正端与限流电阻和直流母线电容之间的节点上连接SSR静态开关实现主回路供电控制，所述控制回路供电是在电源正负两端之间连接启动停止电路，在电源正端与逆变控制电路之间串接继电器RY4，启动停止电路通过外接启动按键和停止按键，经由继电器RY4控制逆变控制电路，从而引导逆变器的整机启动和停止，启动停止电路还与逆变控制电路连接，接收逆变控制电路的状态回传信号，实现故障时序控制，同时，在逆变器的输出端连接输出接触器MOUT实现逆变器的输出控制。

而且，所述启动停止电路由第一至第五单元构成，其中第一单元为电源单元，是启动停止电路的工作电源，第二单元为启动停止操控单元，第三单元为主回路充电控制单元，第四单元为输出控制单元，第五单元为静态开关驱动单元。

而且，所述第一单元包括DC300V电源供电给PWR端子，由PWR端子分为两路，一路输出至第五单元，另一路经过开关电源模块MK2，转换成+12V、GND、-12V供电输出，为整个电路提供电源，同时还在DCPWR端子处输出，用于扩展电路的供电,在电源模块MK2的+12输出与地之间并联褪耦电容CX1、CX2、CX3。

而且，所述第二单元通过启动和停止按键，控制继电器RY4触点的通断，建立逆变主板工作电源DC300V，并使逆变主板工作电源具备如下特点：建立同步于启动操作，撤离延迟于停止操作，屏蔽二次启动，第二单元中的输出信号STR=0传送至第三单元。

而且，所述第三单元接收到两路信号，一路为逆变故障回传信号FAULT=1，高电平表示故障态，低电平表示正常，另一路为信号STR=0，低电平表示启动，高电平表示停止，在启动状态并且回传无故障同时成立时，主回路充电开始启动工作：继电器RY1触点立刻闭合，主回路通过RY1、RY2、外接电阻R构成的限流通道，向母线电容充电，待延时8秒后，驱动信号DRV=1由低电平转为高电平，将驱动静态开关SSR导通，第三单元的输出信号DRV=1将分别传送第四单元和第五单元。

当信号STR=0转为高电平，则说明进行了停止操作，其执行结果为：继电器RY1释放，RY1常开触点切断限流通道，同时，信号DRV=1转为低电平，静态开关SSR关断；

当信号FAULT=1转为高电平，则逆变器存在故障，其执行结果为：继电器RY2吸合，RY2常闭触点切断限流通道，同时，信号DRV=1转为低电平，静态开关SSR关断。