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摘要：本文根据单象限变频器的接触方式，提出一种新型方法，这种方法利用可控硅半控整流桥的原理，替代了原预充电电路的设计思路，并对其进行试验验证，通过试验可以证明此思路的可行性。这种新型的单象限变频器预充电电路能够简化原预充电电路结构，体积小，控制灵活简单，可降低设计开发成本。
关键字：单象限变频器；预充电电路；可控硅；触发电路；555定时器
中图分类号：TN773文献标识码： A 文章编号：
在电源型AC逆变器的设计中，预充电电路是充电系统的主要功能的一个重要组成部分。采用直流母线的储能电容预充电方法，可以避免系统充电时的冲击电流过大，从而对功率模块和直流电容照成损坏。传统方法是让单预充电电路象限变频器充电电阻跳线到旁边的主回路上，进行接触电击，虽然技术成熟，但是其操控较为复杂，尤其是接触器和变压器的设计和开发成本较高，这导致了单象限逆变器的主要组成部分造价较高，同时也有运输与安放的障碍。所以本文提出一种新型单象限变频器预充电电路的设计思路，这个思路可以在保证完成预充电功能的前提上，省去接触器和变压器的成本，从而降低设计开发预算，减小设备体积达到满足实际需求的目的。
一、传统单象限变频器预充电电路
传统单象限变频器预充电电路设计如图1所示：
图1
传统单象限变频器预充电电路设计主要是由主回路接触器、充电电阻器和三部分接触线的电力变压器包组成。当主电源AC660V刚打开时，接触器处于断开状态，通过三相电源的充电电阻R和一个二极管组成的三相可控整流桥整流，可以存储电容器充电到DC链路。当V1通过直流母线的功率从而控制电路的电压，从开始充电一直到实时监控直流母线电压的电压充到V2时，控制电路是一个常开触点闭合，接触器的变压器线圈AC220V电源开启时，接触充电电阻旁路逆变器的开关上的电源就可以开始工作。
二、新型单象限变频器预充电电路
新型单象限变频器预充电电路设计如图2所示：
图2
新型单象限变频器预充电电路的设计思路是利用可控硅组成的三相半控整流桥，而不是传统的单象限逆变器的预充电电路设计，三相可控整流二极管电桥，然后由一个低功率二极管三相可控整流器桥和一个chargeresistor的预充电分支，减少接触器和变压器的需要。
（一）新型单象限变频器预充电电路的设计构思
在进行充电时，当主电源AC660V刚打开的半控整流桥而进行暂时工作时，并且当三相功率从三相可控整流桥整流，直流母线的储能电容的充电电阻器的电压充到V1时，采取从直流母线的电气控制电路的工作，直流母线电压的实时监控。
（二）脉冲触发板设计
根据改善计划中的要求，如果使用脉冲触发板，能够完成一定的频率和占空比三个晶闸管模块，这种模式非常可靠，可以适应传统的单象限逆变器预充电电路的电压的脉冲接触的低压单象限变频器，功率电平也被称为触发板，用这种触发板可以发挥足够的触发功率余量。
现在，我们使用单60kW/660V象限变频器为例，介绍触发电路的设计与试验过程。
1、设计要求
A、晶闸管：MFC135；
B、脉冲频率：3 kHz到10千赫；
C、脉冲占空比：30％〜50％，D，24 VDC电源。
2、脉冲触发原理
脉冲触发电路，如图3所示：
图3
555定时器的电路构成的脉冲发生电路，R4，R5和C4定时充电电阻，R5，R4两个充电电阻器和放电电阻器555组成的网络，根据自激多谐振荡器的原理，可以进行选择，这种选择是555 timerOK。R4，R5和C4的这个参数555输出的脉冲频率设定为5kHz，占空比为30%。
触发电路电源电压DC24V，稳压芯片7812输出DC12V從而供应555。 R3和C4为555控制端口JP复位元素不是封闭的，555在复位状态不起作用;控制端口JP闭合，释放复位开始工作555。
触发电路来完成同步触发可控硅触发脉冲隔离电路三脉冲变压器初级侧平行，完成脉冲信号隔离变压器二次侧功率MOSFET驱动变压器初级侧放大通过555定时器输出脉冲管的规格。
3、实验验证
（1）门极触发电流实测驱动电阻R8两端的电压波形如图4所示：
图4
因为驱动电阻为15Ω,根据图2波形即可得到可控硅MFC135的实际驱动电流为200mA～261mA。可见,实际触发电流满足2.5倍可控硅MFC135触发电流的设计。
（2）门极触发电压
实测门极触发电压波形（C7两端）如图5所示：
图5
从图中可以看出可控硅MFC135的门极触发电压2.48V，满足MFC135〜2.5V栅极触发电压。
4、验证结果
通过对实验结果进行分析，对于可控硅MFC135，触发电路的各项参数指标均能满足设计要求。为了满足更可靠的大功率可控硅触发电路，该触发器电路都留下了相当幅度的设计和元件选择，只要针对不同规格的可控硅调整驱动电阻的阻值即可保证驱动1000A SCR触发电压，电流上升率，以满足设计要求。
三、结束语
新型单象限变频器预充电电路不仅消除了接触器和变压器，简化了结构，减少了故障点，而且只要电源电压电平是确定的，肯定会预充电支路的三相可控整流桥的功率变化，不再评分的inverterchange。这种功率具有相当大的能力，可控硅整流二极管价格相同的颜色，所以这比传统的预充电电路的设计思路，具有了较好的应用效果。
参考文献
[1]王彦红等．变频器预充电电路的改进设计[J]．煤矿机电，2012（6）．
[2]唐白山等．一种新型单象限变频器预充电电路设计[J]．工矿自动化，2013（2）．
[3]蒋雪峰．一种新型高压大功率变频器[J]．变频世界，2012（4）．
关键字：单象限变频器；预充电电路；可控硅；触发电路；555定时器
中图分类号：TN773文献标识码： A 文章编号：
在电源型AC逆变器的设计中，预充电电路是充电系统的主要功能的一个重要组成部分。采用直流母线的储能电容预充电方法，可以避免系统充电时的冲击电流过大，从而对功率模块和直流电容照成损坏。传统方法是让单预充电电路象限变频器充电电阻跳线到旁边的主回路上，进行接触电击，虽然技术成熟，但是其操控较为复杂，尤其是接触器和变压器的设计和开发成本较高，这导致了单象限逆变器的主要组成部分造价较高，同时也有运输与安放的障碍。所以本文提出一种新型单象限变频器预充电电路的设计思路，这个思路可以在保证完成预充电功能的前提上，省去接触器和变压器的成本，从而降低设计开发预算，减小设备体积达到满足实际需求的目的。
一、传统单象限变频器预充电电路
传统单象限变频器预充电电路设计如图1所示：
图1
传统单象限变频器预充电电路设计主要是由主回路接触器、充电电阻器和三部分接触线的电力变压器包组成。当主电源AC660V刚打开时，接触器处于断开状态，通过三相电源的充电电阻R和一个二极管组成的三相可控整流桥整流，可以存储电容器充电到DC链路。当V1通过直流母线的功率从而控制电路的电压，从开始充电一直到实时监控直流母线电压的电压充到V2时，控制电路是一个常开触点闭合，接触器的变压器线圈AC220V电源开启时，接触充电电阻旁路逆变器的开关上的电源就可以开始工作。
二、新型单象限变频器预充电电路
新型单象限变频器预充电电路设计如图2所示：
图2
新型单象限变频器预充电电路的设计思路是利用可控硅组成的三相半控整流桥，而不是传统的单象限逆变器的预充电电路设计，三相可控整流二极管电桥，然后由一个低功率二极管三相可控整流器桥和一个chargeresistor的预充电分支，减少接触器和变压器的需要。
（一）新型单象限变频器预充电电路的设计构思
在进行充电时，当主电源AC660V刚打开的半控整流桥而进行暂时工作时，并且当三相功率从三相可控整流桥整流，直流母线的储能电容的充电电阻器的电压充到V1时，采取从直流母线的电气控制电路的工作，直流母线电压的实时监控。
（二）脉冲触发板设计
根据改善计划中的要求，如果使用脉冲触发板，能够完成一定的频率和占空比三个晶闸管模块，这种模式非常可靠，可以适应传统的单象限逆变器预充电电路的电压的脉冲接触的低压单象限变频器，功率电平也被称为触发板，用这种触发板可以发挥足够的触发功率余量。
现在，我们使用单60kW/660V象限变频器为例，介绍触发电路的设计与试验过程。
1、设计要求
A、晶闸管：MFC135；
B、脉冲频率：3 kHz到10千赫；
C、脉冲占空比：30％〜50％，D，24 VDC电源。
2、脉冲触发原理
脉冲触发电路，如图3所示：
图3
555定时器的电路构成的脉冲发生电路，R4，R5和C4定时充电电阻，R5，R4两个充电电阻器和放电电阻器555组成的网络，根据自激多谐振荡器的原理，可以进行选择，这种选择是555 timerOK。R4，R5和C4的这个参数555输出的脉冲频率设定为5kHz，占空比为30%。
触发电路电源电压DC24V，稳压芯片7812输出DC12V從而供应555。 R3和C4为555控制端口JP复位元素不是封闭的，555在复位状态不起作用;控制端口JP闭合，释放复位开始工作555。
触发电路来完成同步触发可控硅触发脉冲隔离电路三脉冲变压器初级侧平行，完成脉冲信号隔离变压器二次侧功率MOSFET驱动变压器初级侧放大通过555定时器输出脉冲管的规格。
3、实验验证
（1）门极触发电流实测驱动电阻R8两端的电压波形如图4所示：
图4
因为驱动电阻为15Ω,根据图2波形即可得到可控硅MFC135的实际驱动电流为200mA～261mA。可见,实际触发电流满足2.5倍可控硅MFC135触发电流的设计。
（2）门极触发电压
实测门极触发电压波形（C7两端）如图5所示：
图5
从图中可以看出可控硅MFC135的门极触发电压2.48V，满足MFC135〜2.5V栅极触发电压。
4、验证结果
通过对实验结果进行分析，对于可控硅MFC135，触发电路的各项参数指标均能满足设计要求。为了满足更可靠的大功率可控硅触发电路，该触发器电路都留下了相当幅度的设计和元件选择，只要针对不同规格的可控硅调整驱动电阻的阻值即可保证驱动1000A SCR触发电压，电流上升率，以满足设计要求。
三、结束语
新型单象限变频器预充电电路不仅消除了接触器和变压器，简化了结构，减少了故障点，而且只要电源电压电平是确定的，肯定会预充电支路的三相可控整流桥的功率变化，不再评分的inverterchange。这种功率具有相当大的能力，可控硅整流二极管价格相同的颜色，所以这比传统的预充电电路的设计思路，具有了较好的应用效果。
参考文献
[1]王彦红等．变频器预充电电路的改进设计[J]．煤矿机电，2012（6）．
[2]唐白山等．一种新型单象限变频器预充电电路设计[J]．工矿自动化，2013（2）．
[3]蒋雪峰．一种新型高压大功率变频器[J]．变频世界，2012（4）．