CN104748288B - 软启动充电电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软启动充电电路，包括控制器、第一继电器、第二继电器和充电电阻。所述第一继电器和所述第二继电器分别与所述控制器电连接；所述第一继电器包括两个触点，分别为第一触点和第二触点；所述第二继电器的触点与所述充电电阻串联后与所述第一触点并联；所述第二继电器的触点与所述第二触点分别串联在三相交流电源的不同输入端。本发明还涉及一种上述软启动充电电路的控制方法。本发明的软启动充电电路及其控制方法，通过将两个继电器分别放置在三相交流电源的输入侧的任意两相间，操作简单方便。而且有效的抑制了一次浪涌电流和二次浪涌电流，避免了浪涌电流对电路器件造成的冲击损坏。同时，延长了继电器的使用寿命。

Description

软启动充电电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及充电电路技术领域，特别是涉及一种软启动充电电路及其控制方法。

背景技术

变频空调中常用的启动充电方案主要是通过在直流母线的负极串联电阻同时并联继电器来实现。但是在充电电路上电瞬间，回路中的电阻和电感只能抑制浪涌电流，并且难以将该电流降低至合理的范围内。同时母线电压只能充电至500V左右，由于存在电压差，继电器吸合瞬间会产生二次浪涌电流。充电完成后，继电器长期串联在主回路中，存在触点粘连、寿命短等问题。而主回路电流为谐波丰富的直流电，要求选用可靠性高的直流继电器或接触器，而此类器件的成本很高。

发明内容

鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种软启动充电电路及其控制方法，使得该软启动充电电路能够抑制充电过程中的一次浪涌电流和二次浪涌电流，避免了浪涌电流对电路元器件造成冲击损坏。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种软启动充电电路，包括控制器；

还包括第一继电器、第二继电器和充电电阻，所述第一继电器和所述第二继电器分别与所述控制器电连接；

所述第一继电器包括两个触点，分别为第一触点和第二触点；

所述第二继电器的触点与所述充电电阻串联后与所述第一触点并联；

所述第二继电器的触点与所述第二触点分别串联在三相交流电源的不同输入端。

在其中一个实施例中，所述第一继电器的控制端和所述第二继电器的控制端分别与所述控制器电连接。

在其中一个实施例中，还包括第一电感、第二电感和第三电感；

所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感分别串联在所述三相交流电源的输入端。

在其中一个实施例中，还包括整流模块；

所述第一电感的一端连接所述三相交流电源，所述第一电感的另一端连接所述整流模块；

所述第二电感串联所述第二触点后与所述整流模块电连接，所述第三电感依次串联所述第二继电器的触点和所述充电电阻后与所述整流模块电连接。

在其中一个实施例中，还包括储能电容；

所述储能电容并联在所述整流模块的输出端。

本发明还提供了一种软启动充电电路的控制方法，用于上述任一项所述的软启动充电电路，包括如下步骤：

S1、控制器控制第二继电器吸合，三相交流电源对储能电容进行充电；

S2、判断整流模块的输出端的直流母线电压是否大于控制器的预设电压；

S21、若是，则第一继电器吸合，延时一段时间后断开第二继电器；

S22、若否，则断开第二继电器。

在其中一个实施例中，步骤S1之前还包括步骤：

S0、判断控制器是否发生故障；若是，则断开所述第二继电器；若否，则进入步骤S1。

在其中一个实施例中，所述步骤S22之后还包括如下步骤：

S3、统计所述第二继电器断开的次数；

S4、判断所述第二继电器断开的次数是否为1次，若是，则进入步骤S0；若否，则进行软启动充电电路的故障检查。

本发明的有益效果是：

本发明的软启动充电电路及其控制方法，通过将两个继电器分别放置在三相交流电源的输入侧的任意两相间，只需要接入单相电源即可完成控制，操作简单方便。而且有效的抑制了一次浪涌电流和二次浪涌电流，避免了浪涌电流对电路器件造成的冲击损坏。同时，将继电器放置在交流电源的输入侧，避免了继电器长期串联在电路中产生的触点粘连的情况，延长了继电器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的软启动充电电路一实施例的控制方框图；

图2为本发明的软启动充电电路的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更加清楚，以下结合附图，对本发明的软启动充电电路及其控制方法作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明并不用于限定本发明。

如图1所示为本发明的软启动充电电路一实施例的控制方框图。该软启动充电电路包括控制器、第一继电器K1、第二继电器K2、充电电阻R、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、储能电容C和整流模块。

其中，第一继电器K1为单刀双掷继电器，包括控制端和两个触点，且两个触点分别为第一触点和第二触点。第二继电器K2为单刀单掷继电器，包括控制端和一个触点，第二继电器K2的触点串联充电电阻R后与第一继电器K1的第一触点并联。第二继电器K2的触点与第一继电器K1的第二触点串联在三相交流电源的不同输入端。

在本实施例中，第二继电器K2的触点串联充电电阻R后连接在在三相交流电源的T相的输入端。第一继电器K1的第一触点并联在串联后的第二继电器K2和充电电阻R的两端，即第一触点的一端连接至第二继电器K2的触点，第一触点的另一端连接充电电阻R。第一继电器K1的第二触点串联在交流电源的S相的输入端。且第一继电器K1和第二继电器K2的控制端分别与控制器电连接，控制器控制第一继电器K1和第二继电器K2的吸合或断开。

在其他实施例中，第二继电器K2的触点串联充电电阻R后也可以连接在三相交流电源的R相的输入端，第一继电器K1的第二触点可以串联在三相交流电源的S/T相的输入端。第二继电器K2的触点串联充电电阻R后也可以连接在三相交流电源的S相的输入端，第一继电器K1的第二触点可以串联在三相交流电源的R/T相的输入端。

在本实施例中，将第一继电器和第二继电器放置在三相交流电源的输入端，继电器触点粘连时的压差一般在220V,远小于推荐值277V，使得继电器的使用寿命延长了60%，且电路结构简单，器件少，该软启动充电电路的可靠性也得到了提高。

作为一种可实施方式，第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3分别串联在三相交流电源的输入端。在本实施例中，第一电感L1串联在三相交流电源的R相的输入端。第二电感串联在三相交流电源S相的输入端，第三电感L3串联在三相交流电源T相的输入端。在其他实施例中，第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3的位置可以进行调换。

优选地，第一电感L1的一端连接至整流模块，另一端连接三相交流电源的R相。第二电感L2串联第一继电器K1的第二触点后连接至整流模块，即第二触点的一端连接至整流模块，第二触点的另一端连接第二电感。第三电感L3依次串联第二继电器K2的触点和充电电阻R后连接至整流模块，即充电电阻R的一端连接至整流模块，充电电阻R的另一端连接第二继电器K2的触点。

优选地，储能电容C并联在整流模块的输出端。在其他实施例中，储能电容C的数量可以为多个。多个储能电容形成储能电容组，且多个储能电容之间相互并联。

本发明的软启动充电电路的工作过程如下：

上电后，控制器控制第二继电器K2吸合，三相交流电源的R相和T相通过充电电阻R、第三电感L3和第一电感L1给储能电容C充电。在上电后即可通过三相交流电源中的R相对储能电容进行充电，完成控制过程，操作简单方便。同时，有效避免了第二继电器吸合瞬间的浪涌电流的产生，对电路中的元器件起到了保护的作用。

当控制器检测到整流模块的输出端的直流母线电压达到控制器的预设电压时，控制器控制第一继电器K1吸合。此时，第二继电器K2的触点和充电电阻R被旁路，控制器控制第二继电器K2断开。这样，三相交流电源通过第一继电器K1直接给储能电容C充电，控制器开始正常工作，完成整个软启动过程。这样避免了继电器吸合瞬间的二次浪涌电流的产生，从而起到了保护电路中的元器件的作用。

本发明的还提供了基于同一发明构思的一种软启动充电电路的控制方法，用于上述的软启动充电电路，如图2所示，包括如下步骤：

S1、控制器控制第二继电器吸合，三相交流电源对储能电容进行充电；

S2、判断整流模块的输出端的直流母线电压是否大于控制器的预设电压；

S21、若是，则第一继电器吸合，延时一段时间后断开第二继电器；

S22、若否，则断开第二继电器。

较优地，步骤S1之前还包括步骤：

S0、判断控制器是否发生故障；若是，则断开第二继电器；若否，则进入步骤S1。

较优地，步骤S22之后还包括如下步骤：

S3、统计第二继电器断开的次数；

S4、判断第二继电器断开的次数是否为1次，若是，则进入步骤S0；若否，则进行软启动充电电路的故障检查。

当控制器上电后，首先检测控制器自身是否发生故障。若控制器自身发生故障，则保持第二继电器的断开状态，控制器报故障。若控制器正常工作，则等待2s后，控制器控制第二继电器吸合。第二继电器吸合后，三相交流电源通过充电电阻、第一电感和第三电感对储能电容进行充电。延时3s后控制器检测整流模块的输出端的直流母线电压Vdc是否达到控制器的预设电压Vo，若是，即Vdc＞Vo，则控制器控制第一继电器吸合，然后延时2s后，控制器控制第二继电器断开。这样，三相交流电源通过第一继电器和三个电感对储能电容进行充电，完成整个软启动过程。

若整流模块的直流母线电压Vdc未达到控制器的预设电压Vo，即Vdc＜Vo，则控制器控制第二继电器断开。同时，控制器对第二继电器断开的次数进行统计。然后，控制器判断第二继电器断开的次数是否为1次。当第二继电器断开的次数为1次时，继续检测控制器自身是否存在故障。当第二继电器断开的次数大于1次时，则说明充电回路存在故障，进行软启动充电电路的故障检查。

本发明的软启动充电电路及其控制方法，通过将两个继电器分别放置在三相交流电源的输入侧的任意两相间，只需要接入单相电源即可完成控制，操作简单方便。而且有效的抑制了一次浪涌电流和二次浪涌电流，避免了浪涌电流对电路器件造成的冲击损坏。同时，将继电器放置在交流电源的输入侧，避免了继电器长期串联在电路中产生的触点粘连的情况，延长了继电器的使用寿命。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种软启动充电电路，包括控制器，其特征在于：

还包括第一继电器、第二继电器和充电电阻，所述第一继电器和所述第二继电器分别与所述控制器电连接；

所述第一继电器包括两个触点，分别为第一触点和第二触点；

所述第二继电器的触点与所述充电电阻串联后与所述第一触点并联；

所述第二继电器的触点与所述第二触点分别串联在三相交流电源的不同输入端；

所述控制器首先控制所述第二继电器吸合，当所述控制器检测到直流母线电压达到控制器的预设电压时，控制器控制所述第一继电器吸合，延时一段时间后断开所述第二继电器。

2.根据权利要求1所述的软启动充电电路，其特征在于：

所述第一继电器的控制端和所述第二继电器的控制端分别与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的软启动充电电路，其特征在于：

还包括第一电感、第二电感和第三电感；

所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感分别串联在所述三相交流电源的输入端。

4.根据权利要求3所述的软启动充电电路，其特征在于：

还包括整流模块；

所述第一电感的一端连接所述三相交流电源，所述第一电感的另一端连接所述整流模块；

所述第二电感串联所述第二触点后与所述整流模块电连接，所述第三电感依次串联所述第二继电器的触点和所述充电电阻后与所述整流模块电连接。

5.根据权利要求4所述的软启动充电电路，其特征在于：

还包括储能电容；

所述储能电容并联在所述整流模块的输出端。

6.一种软启动充电电路的控制方法，用于权利要求1-5任一项所述的软启动充电电路，其特征在于，包括如下步骤：

S1、控制器控制第二继电器吸合，三相交流电源对储能电容进行充电；

S2、判断整流模块的输出端的直流母线电压是否大于控制器的预设电压；

S21、若是，则第一继电器吸合，延时一段时间后断开所述第二继电器；

S22、若否，则断开第二继电器。

7.根据权利要求6所述的软启动充电电路的控制方法，其特征在于，步骤S1之前还包括步骤：

S0、判断所述控制器是否发生故障；若是，则断开所述第二继电器；若否，则进入步骤S1。

8.根据权利要求6所述的软启动充电电路的控制方法，其特征在于，所述步骤S22之后还包括如下步骤：

S3、统计所述第二继电器断开的次数；

S4、判断所述第二继电器断开的次数是否为1次，若是，则进入步骤S0；若否，则进行软启动充电电路的故障检查。