[发明专利]一种变流器的预充电电路及预充电方法

说明书

本发明涉及一种变流器的预充电电路及预充电方法，以及一种计算机可读存储介质。该预充电电路包括：稳压电容，用于储存所述预充电电源提供的电能并为所述变流器负载提供稳定的工作电压；平波电感，用于配合所述稳压电容对输入所述变流器负载的工作电压进行滤波；功率开关管，串接于所述预充电电源与所述稳压电容之间，适于开通来为所述稳压电容提供预充电电流，并适于关断来截止所述预充电电流；以及处理器，配置为：根据所述稳压电容的最大许可电流确定所述预充电电流的脉冲宽度；以及根据所述脉冲宽度控制所述功率开关管开通及关断，以执行对所述稳压电容的预充电。本发明能够限制流经稳压电容的充电电流并缩小预充电电路的体积。

技术领域

本发明涉及变流器的预充电技术，尤其涉及一种基于功率开关器件的变流器预充电电路，以及一种利用该预充电电路进行预充电的方法。

背景技术

直流输电是目前大多数轨道交通牵引变流器的主要配电方式，其后级的负载电路可以是直流-直流(DC-DC)形式，也可以是直流-交流(DC-AC)形式。

为了保证变流器输入电流的平稳性和谐波的最小化，需要在变流器前级设置输入滤波电路。该滤波电路可以采用单级LC滤波器，由直流滤波电抗器L和稳压电容器组成。当设有该滤波电路的变流器启动时，可以首先进入预充电状态。此时，电容器两端的电压会逐渐上升，直到上升至预定的额定电压后，变流器才开始工作。该等待稳压电容器两端的电压上升至预定电压的过程称为预充电。

在电容器从电压为0V开始充电的情况下，流经电容器的上电冲击电流非常大，容易导致电容器过流损坏。因此，需要进一步为LC滤波器增加预充电电路来限制流经稳压电容的充电电流。

请参考图1，图1示出了一种常规的预充电电路的电路示意图。

如图1所示，现有技术主要采用串联预充电电阻111的方式来限制流经稳压电容12的充电电流。在上电初始阶段，充电接触器112闭合、短接接触器113断开，稳压电容12可以通过预充电电阻111缓慢充电。当稳压电容12两端的电压上升至预定的额定电压后，预充电完成。此时，充电接触器112将断开预充电电阻111，短接接触器113将闭合以提供输入通路。

尽管这种常规的预充电方式原理简单、技术成熟、应用广泛，但这种预充电方式需要使用两个接触器112、113和一个预充电电阻111，不利于牵引变流器的小型化，同时增加了牵引变流器的生产成本。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域需要一种改进的变流器预充电技术，用于限制流经稳压电容的充电电流并缩小预充电电路的体积。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种基于功率开关器件的变流器预充电电路、一种利用该预充电电路进行预充电的方法，以及一种计算机可读存储介质，用于限制流经稳压电容的充电电流并满足预充电电路的小型化需求。

本发明提供的上述变流器的预充电电路，连接于预充电电源与变流器负载之间，包括：稳压电容，用于储存所述预充电电源提供的电能并为所述变流器负载提供稳定的工作电压；平波电感，用于配合所述稳压电容对输入所述变流器负载的工作电压进行滤波；功率开关管，串接于所述预充电电源与所述稳压电容之间，适于开通来为所述稳压电容提供预充电电流，并适于关断来截止所述预充电电流；以及处理器，配置为：根据所述稳压电容的最大许可电流确定所述预充电电流的脉冲宽度；以及根据所述脉冲宽度控制所述功率开关管开通及关断，以执行对所述稳压电容的预充电。