[发明专利]高容量电容组预充电电路

说明书

本发明提供了一种高容量电容组预充电电路，包括：整流模块、分级充电模块；所述整流模块的输入端连接交流电源，所述整流模块的输出端与所述分级充电模块电连接，用于将交流电转换为直流电后，向所述分级充电模块传输直流电；所述分级充电模块中包括电容组，用于接收外部的控制信号，并根据所述控制信号对所述电容组中的电容分别进行单独充电。本发明可以实现对整周波的软上电功能，并有效限制上电电流，通过对电容组中电容的单独预充电，使得充电电流大大降低。本发明整体控制逻辑简单，电路易于实现，可适用于各种情景下的高容量电容组预充电。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及高容量电容组预充电电路。

背景技术

在电力电子变换装置中，特别是在大容量储能逆变器当中，通常需要用到大量的电解电容来滤波或者储存能量。但是，在接通电源的时，电解电容的电压会发生快速变化，这会形成大的上电电流，轻则引起保护动作，重则可能击穿甚至烧毁变换器。因此，需要在高容量电容组的预充电时实现软上电。

目前，可以利用电流比较电路来限制开关管的电流，消除浪涌。但是，这种方法的缺点是需要增加电流检测和电流比较电路，不适用于没有电流限制功能的开关电源电路。而且电流限制值一般大于工作电流的最大值，若开始就以电流限制值工作，则会造成输出过冲。

现有技术中，还可以通过电解电容与热敏电阻构成阻容充电支路，电解电容的电压可缓慢上升，当电解电容电压上升至额定值后，分压电压触发晶闸管导通，短接热敏电阻，完成软上电。但是，当电解电容的容值比较大时，采用上述方法会使得预充电的时间过长。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高容量电容组预充电电路。

根据本发明提供的一种高容量电容组预充电电路，包括：整流模块、分级充电模块；其中：

所述整流模块的输入端连接交流电源，所述整流模块的输出端与所述分级充电模块电连接，用于将交流电转换为直流电后，向所述分级充电模块传输直流电；

所述分级充电模块中包括电容组，用于接收外部的控制信号，并根据所述控制信号对所述电容组中的电容分别进行单独充电。

可选地，所述整流模块包括：第一功率二极管、第二功率二极管、第三功率二极管、第四功率二极管、滤波电容；所述第一功率二极管的正极分别连接交流电源的一端、第二功率二极管的负极，所述第一功率二极管的负极分别连接第三功率二极管的负极、滤波电容的一端，所述第三功率二极管的正极分别连接交流电源的另一端、第四功率二极管的负极，所述第二功率二极管的正极和所述第四功率二极管的正极均与所述滤波电容的另一端连接；其中，所述滤波电容的一端构成所述整流模块的输出端的一端，所述滤波电容的另一端构成所述整流模块的输出端的另一端。

可选地，所述分级充电模块包括：第一热敏电阻、N个电解电容、2N-1个可控开关、N-1个功率二极管，N为大于等于2的自然数；所述第一热敏电阻的一端连接至所述整流模块的输出端的一端，所述第一热敏电阻的另一端连接第1个电解电容的正极；所述第1个可控开关的两端分别所述第一热敏电阻的两端相连，所述第1个可控开关根据第1个控制信号开启或者断开；所述第1个电解电容的负极分别与第1个功率二极管的正极、第2N-1个可控开关的一端相连，所述第2N-1个可控开关的另一端接地，所述第2N-1个可控开关根据第2N-1个控制信号开启或者断开；其中：

第i个可控开关的一端连接所述第一热敏电阻的另一端，所述第i个可控开关的另一端分别连接第N+2-i个电解电容的正极、第N+1-i个功率二极管的负极；i＝2,3,4…N；所述第i个可控开关根据第i个控制信号开启或者断开；

第j个可控开关的一端分别连接所述第2N-j个电解电容的负极、所述第2N-j个功率二极管的正极，所述第j个可控开关的另一端接地；j＝N+1,N+2,N+3…,2N-2；所述第j个可控开关根据第j个控制信号开启或者断开。