一种双向电压平衡缓启电路的制作方法

1.本实用新型涉及负载预充电领域，具体是一种双向电压平衡缓启电路。


背景技术：

2.在直流中高压系统中，具有容性负载，高压上电直接硬接通时，会在电路中产生极高的冲击电流，造成电网瞬态波动，电源品质的下降，冲击电流消耗如高压直接接触器寿命，甚至会触发电路中的过流保护动作。于是在高压直流电气系统中需要实施容性负载预充电，传统的预充电功能模块采用buck电路的单向充电，即只能有固定的输入、输出接口，无法实现反方向的充电功能，在部分应用场景时，无法快速实现工况需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种双向电压平衡缓启电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种双向电压平衡缓启电路，包括igbt管q1与电感l1，所述igbt管q1的漏极连接二极管v1、v3的阴极，源极与电感的第一端连接；二极管v1的阳极连接高压母线正极与二极管v4的阴极，二极管v4的阳极连接电感l1的第二端与二极管v2的阳极，二极管v2的阴极连接二极管v3的阳极并作为电路输出uout，二极管v2的阴极还通过负载电容c2连接高压母线负极。
6.作为本实用新型的改进方案，所述igbt管q1为buck电路的开关管。
7.作为本实用新型的改进方案，所述电感l1为buck电路的电感。
8.作为本实用新型的改进方案，二极管v5、电阻r1、电容c1构成rcd吸收电路，rcd吸收电路的两端分别连接电感l1的第一端与高压母线负极。
9.作为本实用新型的改进方案，所述二极管v5为快速恢复二极管。
10.有益效果：本实用新型提供的一种双向电压平衡缓启电路，能够满足高压直流电气系统中容性负载正向充电、反向充电、负载放电及多个容性负载间的电压平衡工况的应用。
附图说明
11.图1为本实用新型的电路结构框图。
12.图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
13.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
14.实施例1，参见图1
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2，一种双向电压平衡缓启电路，包括igbt管q1与电感l1，igbt管q1与电感l1分别为buck电路的开关管与电感。uin与com是一组高压直流正负极(母线正负极)，uin为输入，uout为直流双向预充电电路的输出。uout与com之间设有容性负载c2。
15.igbt管q1的漏极连接二极管v1、v3的阴极，源极与电感的第一端连接；二极管v1的阳极连接高压母线正极uin与二极管v4的阴极，二极管v4的阳极连接电感l1的第二端与二极管v2的阳极，二极管v2的阴极连接二极管v3的阳极，并作为电路输出uout，uout连接负载电容c2的正极，负载电容c2的负极连接高压母线负极com。
16.本实施例电路工作原理如下：
17.1)从uin到uout的正向预充电
18.正向预充电设定模式时，uin>uout。高压直流正极电压从母线正极通过uin口接入，首先经过二极管v1、v4组成的方向判断电路，由于电势差方向，二极管v1导通，高压直流电源通过二极管v1流经igbt管q1的d极，igbt管q1的驱动电路开始工作(由buck电路中mcu或各种单片机、上位机等控制单元发出接通指令)接通igbt管q1，高压直流电源流过igbt管q1及电感l1，此时高压直流电源经过v2、v4组成的方向判断电路，由于电势差方向，v2导通，高压直流电源抵达负载电容c2的正极，c2开始充电，直至c2电容充满。
19.2)从uout到uin的反向预充电
20.反向预充电设定模式时，uout>uin。此时可以把uout与com(电容c2)作为一组高压直流电源，uin与com作为需要充电的负载电容正负极。高压直流正极电压从uout口接入，首先经过二极管v2、v3组成的方向判断电路，由于电势差方向，v3导通，高压直流电源通过二极管v3流经igbt管q1的d极，igbt管q1的驱动电路开始工作接通q1，高压直流电源流过igbt管q1及电感l1，此时高压直流电源经过v2、v4组成的方向判断电路，由于电势差方向，v4导通，高压直流电源抵达uin端口，uout开始给uin与com母线上其它负载电容进行充电，实现反向预充电功能。
21.通过上述可见，本实用新型可适用于高压直流电气系统容性负载之间双向预充电。高压直流输入、输出可以依据实时电压大小情况进行转换，实现充电电流的调向。
22.实施例2，还包括由二极管v5、电阻r1、电容c1构成rcd吸收电路，rcd吸收电路的两端分别连接电感l1的第一端与高压母线负极。其中二极管v5为快速恢复二极管。igbt管q1 pwm关断瞬间，rcd吸收电路可吸收电感l1关断时产生的电压尖峰，同时在igbt管q1关断期为电感l1提供续流通道。正向预充电时，续流回路为从电感l1到容性电容c2，经二极管v5回到电感l1，组成一个闭合回路。反向预充电时，续流回路为从电感l1到uin与com母线上其它负载电容，经二极管v5回到电感l1。
23.本实用新型提出的一种双向电压平衡缓启电路，可广泛作为100vdc～1200vdc电压等级电气系统双向自由切换的预充电功能电路。电路简单、器件种类少，控制灵活，巧妙设置的方向选择电路，最大程度简化了电路，提高了电路复用深度和广度，节约了成本、方便了使用。
24.虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他
实施方式。
25.故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种双向电压平衡缓启电路，其特征在于，包括igbt管q1与电感l1，所述igbt管q1的漏极连接二极管v1、v3的阴极，源极与电感的第一端连接；二极管v1的阳极连接高压母线正极与二极管v4的阴极，二极管v4的阳极连接电感l1的第二端与二极管v2的阳极，二极管v2的阴极连接二极管v3的阳极并作为电路输出uout，二极管v2的阴极还通过负载电容c2连接高压母线负极。2.根据权利要求1所述的一种双向电压平衡缓启电路，其特征在于，所述igbt管q1为buck电路的开关管。3.根据权利要求1所述的一种双向电压平衡缓启电路，其特征在于，所述电感l1为buck电路的电感。4.根据权利要求1所述的一种双向电压平衡缓启电路，其特征在于，二极管v5、电阻r1、电容c1构成rcd吸收电路，rcd吸收电路的两端分别连接电感l1的第一端与高压母线负极。5.根据权利要求4所述的一种双向电压平衡缓启电路，其特征在于，所述二极管v5为快速恢复二极管。

技术总结
本实用新型公开了负载预充电领域的一种双向电压平衡缓启电路，包括IGBT管Q1与电感L1，所述IGBT管Q1的漏极连接二极管V1、V3的阴极，源极与电感的第一端连接；二极管V1的阳极连接高压母线正极与二极管V4的阴极，二极管V4的阳极连接电感L1的第二端与二极管V2的阳极，二极管V2的阴极连接二极管V3的阳极并作为电路输出Uout，二极管V2的阴极还通过负载电容C2连接高压母线负极。本实用新型能够满足高压直流电气系统中容性负载正向充电、反向充电、负载放电及多个容性负载间的电压平衡工况的应用。用。用。


技术研发人员：严世宝 徐鹏 白帅
受保护的技术使用者：合肥同智机电控制技术有限公司
技术研发日：2021.06.03
技术公布日：2021/12/7