【应用】100A/1600V新型可控硅模块让变频器预充电更可靠

时间： 2017-12-18 来源：世强作者：zyliuliu

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变频器的主回路通常由整流桥、预充电回路、电解电容和IGBT逆变电路组成，如图1所示：

图1：变频器主回路

预充电回路是变频器正常工作的重要组成部分，在变频器未上电前，母线上的电解电容的电压为零，处于短路状态。上电后，如果不采用预充电回路对电流加以限制，瞬间的短路电流会给整流桥和电解电容造成浪涌冲击，从而损坏整流桥以及电容。

传统的预充电回路采用预充电电阻与直流接触器并联的方式，在变频器上电后，先由预充电电阻对母线电容进行限流充电，抑制浪涌电容。随着母线电容电压的不断升高，达到正常工作电压的80%以后，控制直流接触器闭合，旁路预充电电阻，变频器正常运行。这种方式技术成熟，控制较为简单，但存在以下问题：

1、直流接触器采用机械触点，开关次数有限，寿命短；

2、直流接触器在实际使用中存在过流导致的触点粘连问题，该故障难以及时发现，再次上电时会导致变频器损坏；

3、直流接触器体积大、成本高，不利于变频器的小型化和降成本。

基于上述预充电回路存在的问题，本文提出了一种采用可控硅模块实现变频器预充电功能的设计，该设计在实现预充电功能的基础上，可以省掉直流接触器，减小变频器体积、降低故障率、提高变频器的使用寿命，图2为应用电路：

图2：采用可控硅预充电的变频器

图2所示为采用可控硅模块进行变频器预充电，在预充电回路采用一颗可控硅替代直流接触器，通过控制可控硅的通断来实现预充电功能。KYOCERA的可控硅整流模块 PGH100N16，规格为100A/1600V，特点如下：

1、集成了三相整流桥和可控硅，可以替换常规的整流桥+直流接触器，集成度高，可以缩小变频器的体积，降低系统成本；

2、在预充电回路采用可控硅代替机械触点，有效降低故障率，延长了变频器的使用寿命。

图3给出了可控硅的触发电路，由开关电源产生一路隔离电压，作为可控硅触发电路的供电电源。控制电路由NE555、DPH2、DQ22、DQ3触发脉冲通/断电路组成。开关电源工作后，NE555输出的振荡脉冲，通过CPU的指令控制可控硅的通断。当光耦输出侧三极管导通时，NE555振荡器的脉冲信号经三极管DQ22、DQ3送入后级D、R触发电路回路。在CPU发出可控硅开通指令后，DPH2一直处于导通状态，将触发脉冲加在可控硅的G、K极，实现可控硅的开通，预充电回路工作完成，变频器正常运行。

图3：可控硅触发电路

本文给出了一种新型可控硅模块实现变频器预充电功能，采用KYOCERA的可控硅模块可以替换传统的整流桥+直流接触器，集成度更高，减小了变频器的体积，并且有效降低变频器的故障率，延长了使用寿命。

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小伟 Lv7. 资深专家 2018-08-14

不错，支持！
游来游去 Lv8. 研究员 2018-06-11

学习
冰雪鱼鱼 Lv5. 技术专家 2017-12-20

不错
冰雪鱼鱼 Lv5. 技术专家 2017-12-20

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亲亲长颈鹿 Lv4. 资深工程师 2017-12-19

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