本發(fā)明涉及變頻器控制領(lǐng)域，特別涉及一種變頻器控制電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的變頻器、電焊機(jī)等產(chǎn)品，功率要求越來(lái)越大。有些場(chǎng)合下，整流所用的可控硅單個(gè)很難滿(mǎn)足功率要求。如此需要使用兩個(gè)或多個(gè)可控硅并聯(lián)，來(lái)滿(mǎn)足使用要求?？煽毓璨⒙?lián)時(shí)，如果驅(qū)動(dòng)電路或主電路的參數(shù)一致性不好，使每個(gè)可控硅流過(guò)的電流不一致。導(dǎo)致一個(gè)可控硅負(fù)載過(guò)小，另一個(gè)可控硅負(fù)載過(guò)大，使其壽命減小或直接損壞。

可以用均流變壓器的方案來(lái)使并聯(lián)可控硅的負(fù)載一致，但是此種方案成本高、體積大。鑒于此種情況，需要一種成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的替代方案，用于可控硅并聯(lián)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種變頻器控制電路，能為并聯(lián)的可控硅提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使其并聯(lián)的可控硅電流負(fù)載一致性高，成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性高。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種變頻器控制電路，包括：

兩個(gè)并聯(lián)的可控硅，用于接收交流電源信號(hào)，并將交流電源信號(hào)整流成直流電源信號(hào)；

濾波電容電路，與可控硅連接，用于對(duì)直流電源信號(hào)進(jìn)行濾波處理；

驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路，與濾波電容電路連接，用于接收交流電源信號(hào)，并根據(jù)交流電源信號(hào)和經(jīng)濾波處理后的直流電源信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)；

均流電路，與驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路以及可控硅連接，用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制可控硅對(duì)交流電源信號(hào)進(jìn)行整流。

本發(fā)明實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，是在驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路與并聯(lián)的可控硅之間增加均流電路，用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制可控硅對(duì)交流電源信號(hào)進(jìn)行整流，這樣能為并聯(lián)的可控硅提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使其并聯(lián)的可控硅電流負(fù)載一致性高，成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性高。

另外，均流電路包括：RC濾波電路，用于接收驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)，并對(duì)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以抑制高頻干擾信號(hào)；遲滯比較電路，與RC濾波電路連接，用于將經(jīng)濾波處理后的驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)的電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的波形為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量；電流放大電路，與遲滯比較電路連接，用于對(duì)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)進(jìn)行電流放大；光耦驅(qū)動(dòng)電路，與電流放大電路連接，用于將經(jīng)電流放大的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換為第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的可控硅對(duì)交流電源信號(hào)進(jìn)行整流，RC濾波電路可以抑制高頻干擾信號(hào)，提高電路穩(wěn)定性，遲滯比較電路將驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)波形變成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量，可防止頻率變化過(guò)快而產(chǎn)生振蕩。

另外，光耦驅(qū)動(dòng)電路包括：第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第四電容以及光耦，光耦的第一端通過(guò)串聯(lián)的第七電阻和第八電阻接第二參考電壓，光耦的第一端還與電流放大電路連接，光耦的第二端連接在第七電阻與第八電阻之間，第四電容連接在光耦的第一端和第二端之間，光耦的第三端與第四端連接在一起，并分別經(jīng)第九電阻輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)第十電阻輸出第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，光耦驅(qū)動(dòng)電路將前后信號(hào)隔離，并將一路驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)并聯(lián)的可控硅，使可控硅同時(shí)導(dǎo)通，且流過(guò)的電流近似相等。

另外，變頻器控制電路還包括：預(yù)充電電路，與濾波電容電路連接，用于根據(jù)交流電源信號(hào)對(duì)濾波電容電路進(jìn)行預(yù)充電以防止濾波電容電路中的濾波電容發(fā)生電壓突變，以防止濾波電容電路中的濾波電容被擊穿。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的變頻器控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的可控硅的電流示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的可控硅的電流示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的變頻器控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式中的均流電路的電路示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的變頻器控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒(méi)有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種變頻器控制電路。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，變頻器控制電路包括：兩個(gè)并聯(lián)的可控硅、濾波電容電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路以及均流電路。

兩個(gè)并聯(lián)的可控硅用于接收交流電源信號(hào)，并將交流電源信號(hào)整流成直流電源信號(hào)，如將380V的交流電源信號(hào)整流成540V電壓的直流電源信號(hào)。該直流電源信號(hào)為變頻器提供功率，以控制變頻器工作。采用并聯(lián)的可控硅可以在不影響可控硅壽命的同時(shí)，為變頻器提供更大的功率。

濾波電容電路與可控硅連接，用于對(duì)直流電源信號(hào)進(jìn)行濾波處理。直流電源信號(hào)經(jīng)濾波電容電路處理后可以為變頻器提供功率，用于控制變頻器的工作。驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路與濾波電容電路連接，用于接收交流電源信號(hào)，并根據(jù)交流電源信號(hào)和經(jīng)濾波處理后的直流電源信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)，并傳輸至均流電路。

均流電路與驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路以及可控硅連接，用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制可控硅對(duì)交流電源信號(hào)進(jìn)行整流。均流電路控制可控硅門(mén)極驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)通，為可控硅提供驅(qū)動(dòng)功率，使兩個(gè)并聯(lián)的可控硅同時(shí)導(dǎo)通，且流過(guò)的電流接近相等。

這樣能為并聯(lián)的可控硅提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使并聯(lián)的可控硅電流負(fù)載一致性高，成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性高。

將本實(shí)施方式中的變頻器控制電路與現(xiàn)有技術(shù)中的變頻器控制電路分別進(jìn)行測(cè)試比較。參見(jiàn)圖2和圖3，圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的可控硅的電流示意圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的可控硅的電流示意圖。其中，實(shí)線表示可控硅1導(dǎo)通時(shí)的電流示意圖，虛線表示可控硅2導(dǎo)通時(shí)的電流示意圖。由于現(xiàn)有技術(shù)的變頻器控制電路中，簡(jiǎn)單的將可控硅驅(qū)動(dòng)門(mén)極直接連接，因可控硅驅(qū)動(dòng)門(mén)極的阻抗一致性不高，如果其中一個(gè)可控硅先導(dǎo)通，會(huì)將驅(qū)動(dòng)電壓拉下，另一個(gè)可控硅很難被導(dǎo)通。從圖2中可知，在上半周期時(shí)，可控硅1明顯沒(méi)有開(kāi)通。而本發(fā)明第一實(shí)施方式中的變頻器控制電路，每個(gè)可控硅配上單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電路，并保證第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的準(zhǔn)確性，驅(qū)動(dòng)能力符合設(shè)計(jì)要求，使可控硅的負(fù)載一致，即可滿(mǎn)足可控硅并聯(lián)均流的一致性。從圖3中可知，在上半周期時(shí)，兩個(gè)可控硅同時(shí)導(dǎo)通，且導(dǎo)通電流大小相近，達(dá)到均流效果。

在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路利用三線的線電壓與母線電壓的電壓差產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)。具體地，驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路比較交流電源信號(hào)的峰值與直流電源信號(hào)，當(dāng)交流電源信號(hào)的峰值大于直流電源信號(hào)時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)；當(dāng)交流電源信號(hào)的峰值小于直流電源信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路停止輸出驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種變頻器控制電路。第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步細(xì)化，給出了均流電路的具體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，均流電路包括：RC濾波電路、遲滯比較電路、電流放大電路以及光耦驅(qū)動(dòng)電路。

RC濾波電路用于接收驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)，并對(duì)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以抑制高頻干擾信號(hào)，可以提高電路穩(wěn)定性。遲滯比較電路與RC濾波電路連接，用于將經(jīng)濾波處理后的驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)的電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的波形為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量。遲滯比較電路將驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)的波形變成波形為標(biāo)準(zhǔn)的的數(shù)字量的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，可防止頻率變化過(guò)快而產(chǎn)生振蕩。電流放大電路與遲滯比較電路連接，用于對(duì)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)進(jìn)行電流放大，可以增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。光耦驅(qū)動(dòng)電路與電流放大電路連接，用于將經(jīng)電流放大的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換為第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的可控硅對(duì)交流電源信號(hào)進(jìn)行整流。光耦驅(qū)動(dòng)電路將前后信號(hào)隔離，并將驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，即將一路驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)并聯(lián)的可控硅，使兩個(gè)并聯(lián)的可控硅同時(shí)開(kāi)通。

在本實(shí)施方式中，第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)并聯(lián)的可控硅對(duì)交流電源信號(hào)進(jìn)行整流，并控制流過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的可控硅的電流近似相等。這樣可以防止一個(gè)可控硅負(fù)載過(guò)小，另一個(gè)可控硅負(fù)載過(guò)大，從而使負(fù)載過(guò)大的可控硅壽命減小或直接損壞。

上面介紹了均流電路的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程，下面對(duì)均流電路的具體電路進(jìn)行詳細(xì)地介紹。

如圖5所示，RC濾波電路包括：第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1以及第二電容C2。第一電阻R1的第一端接收驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)Gin，第二電阻R2的第一端接第一參考電壓Vref，第一電阻R1第二端和第二電阻R2的第二端與遲滯比較電路連接，第一電阻R1的第二端還通過(guò)第一電容C1接地，第二電阻R2的第二端還通過(guò)第二電容C2接地。

遲滯比較電路包括：比較器U1、第三電阻R3以及第四電阻R4。比較器U1的正輸入端與第一電阻R1的第二端連接，比較器U1的負(fù)輸入端與第二電阻R2的第二端連接，第三電阻R3連接在比較器U1的正輸入端與輸出端之間，比較器U1的輸出端還通過(guò)第四電阻R4接第二參考電壓VCC。

電流放大電路包括：第五電阻R5、第六電阻R6、第三電容C3以及開(kāi)關(guān)管Q1。第五電阻R5的第一端與遲滯比較電路連接，即與比較器U1的輸出端連接，第五電阻R5的第二端與開(kāi)關(guān)管Q1的第一端連接，第五電阻R5的第二端還分別通過(guò)第六電阻R6和第三電容C3接地，開(kāi)關(guān)管Q1的第二端與光耦驅(qū)動(dòng)電路連接，開(kāi)關(guān)管Q1的第三端接地。

在本實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)管Q1可以為雙極結(jié)型晶體管。其中，開(kāi)關(guān)管Q1的第一端為基極，第二端為集電極，第三端為發(fā)射極；或者，開(kāi)關(guān)管Q1也可以為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。其中，開(kāi)關(guān)管Q1的第一端為柵極，第二端為漏極，第三端為源極。

光耦驅(qū)動(dòng)電路包括：第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第四電容C4以及光耦U2。光耦U2的第一端1通過(guò)串聯(lián)的第七電阻R7和第八電阻R8接第二參考電壓VCC，光耦U2的第一端1還與電流放大電路連接，具體地，光耦U2的第一端1與開(kāi)關(guān)管Q1的第二端連接。光耦U2的第二端2連接在第七電阻R7與第八電阻R8之間，第四電容C4連接在光耦U2的第一端1和第二端2之間，光耦U2的第三端3與第四端4連接在一起，并分別經(jīng)第九電阻R9輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gout1，經(jīng)第十電阻R10輸出第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gout2。

在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路輸出的驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)Gin經(jīng)第一電阻R1和第一電容C1組成的濾波電阻濾波后傳輸至比較器U1的正輸入端，而第一參考電壓Vref經(jīng)第二電阻R2和第二電容C2組成的濾波電路濾波后傳輸至比較器U1的負(fù)輸入端，比較器U1對(duì)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)Gin和第一參考電壓Vref比較后輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1進(jìn)行放大后傳輸至光耦U2，經(jīng)光耦U2隔離輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gout1和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gout2，以分別控制兩個(gè)并聯(lián)的可控硅的導(dǎo)通與判斷，并在控制兩個(gè)并聯(lián)的可控硅同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，還同時(shí)控制流過(guò)該兩個(gè)可控硅的電流近似相等，防止其中一個(gè)可控硅因負(fù)載過(guò)大導(dǎo)致壽命減小或直接損壞。

本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及一種變頻器控制電路。第三實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：如圖6所示，在本發(fā)明第三實(shí)施方式中，變頻器控制電路還包括預(yù)充電電路。預(yù)充電電路與濾波電容電路連接，用于根據(jù)交流電源信號(hào)對(duì)濾波電容電路進(jìn)行預(yù)充電以防止濾波電容電路中的濾波電容發(fā)生電壓突變，以防止濾波電容電路中的濾波電容被擊穿。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。