逆變器預(yù)充電電路浪涌電流的解決方法

預(yù)充電電路可防止損壞逆變器

當(dāng)涌入電流對(duì)于逆變器而言過大時(shí)，會(huì)對(duì)逆變器造成嚴(yán)重?fù)p害。上海自動(dòng)化儀表預(yù)充電電路通過控制初始電涌來保護(hù)逆變器。PTC熱敏電阻可以幫助預(yù)充電電路保護(hù)逆變器。

當(dāng)接通電源時(shí)，非常大瞬時(shí)輸入電流流過系統(tǒng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生浪涌電流。在諸如電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器之類的電動(dòng)工具中，電源將輸入功率轉(zhuǎn)換為特定應(yīng)用所需的輸出功率。

電源接收高壓（VAC）信號(hào)并提供大電流輸出（VDC）信號(hào)。典型的輸入信號(hào)為230VAC或208VAC，輸出信號(hào)為10-40VDC和30Amp至170Amp。

通常，電源被設(shè)計(jì)用于特定的電源輸入。電源可能無法在多個(gè)輸入電壓上提供相同的輸出。以特定輸入功率運(yùn)行的組件可能會(huì)因輸入功率錯(cuò)誤而損壞。

為了解決這個(gè)問題，一些制造商提供了自動(dòng)鏈接。此類電源在首次連接時(shí)會(huì)測(cè)試輸入電壓，并自動(dòng)為輸入源設(shè)置適當(dāng)?shù)逆溄印?/span>

初始應(yīng)用期間，逆變器，電池和環(huán)形變壓器需要進(jìn)行1-3秒的特殊控制。該控制可防止負(fù)面影響，例如斷路器跳閘，內(nèi)部組件過載或著火。在啟動(dòng)期間控制初級(jí)電流的電路稱為預(yù)充電電路。

PTC熱敏電阻有助于防止對(duì)鏈接電容器，IGBT造成嚴(yán)重?fù)p壞，并防止保險(xiǎn)絲熔斷和斷路器跳閘。預(yù)充電PTC熱敏電阻可以停止電路，直到施加正確的電壓并自行復(fù)位。

鋰離子電池預(yù)充電電路的PTC熱敏電阻保護(hù)

當(dāng)電池通過電容輸入連接到負(fù)載時(shí)，會(huì)有浪涌電流浪涌。輸入電流取決于輸入電容：電池越大，負(fù)載越大，輸入電容就越大。較大的浪涌電流（在預(yù)充電電路中，沒有保護(hù)）可能導(dǎo)致以下情況：

輸入濾波電容器損壞

主保險(xiǎn)絲熔斷

電弧和點(diǎn)蝕引起的接觸故障（以及電流承載能力的降低）

損壞電池

預(yù)充電電路的非?；拘问饺缦拢?/span>

OFF：系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，所有繼電器/接觸器均關(guān)閉。

預(yù)充電：首次打開系統(tǒng)時(shí)，將打開K1和K3以對(duì)負(fù)載進(jìn)行預(yù)充電，直到浪涌電流消退為止。R1顯示熱敏電阻在預(yù)充電電路中的位置。

ON：預(yù)充電后，接觸器K2打開（繼電器K1，必須關(guān)閉以節(jié)省線圈功率）。

PTC熱敏電阻的選擇

PTC熱敏電阻的非常小電阻由以下決定：

環(huán)境溫度

輸入電容值（預(yù)充電電路的）

電池電壓

在時(shí)間τ= RC之后，預(yù)充電浪涌電流達(dá)到其初始值的63.2％（1 / e）。

在選擇PTC熱敏電阻時(shí)，我們將電容充滿電且浪涌電流達(dá)到正常工作電流時(shí)的時(shí)間值為“五個(gè)時(shí)間常數(shù)”。

對(duì)于此設(shè)計(jì)，我們將假定以下定量值：

預(yù)充電時(shí)間：2.50秒±0.50

環(huán)境工作溫度：在-30°C至+ 50°C之間變化

電池電壓：100伏

電容器組：50,000μF

5τ= 2.5秒，所以τ= 2.5 / 5 = 0.50秒

τ= RC

R =5τ/ C = 0.50秒/ 0.05F = 10.0Ω。

由于涉及各種溫度，因此非常好使用PTC，因?yàn)樵谏婕暗墓ぷ鳒囟确秶g電阻相對(duì)恒定。因此，在-30°C時(shí)，CL20 100120在-30°C時(shí)的非常大電阻= 11.7Ω，這使得預(yù)充電時(shí)間= 5 RC≈5（11.70（0.05F）=2.93秒

在50°C時(shí)，CL20 100120（PTC）的電阻為≈8.9Ω，這將導(dǎo)致5τ= 5（8.9Ω）（0.05F）≈2.22秒。由-30°C至+ 50°C的電阻波動(dòng)引起的非常大時(shí)間變化將等于2.22秒至2.92秒為了確定PTC熱敏電阻需要處理的能量而不會(huì)自毀，E =?C V2 =?（0.05F）（100 V）2 = 250焦耳不計(jì)算穩(wěn)態(tài)電流，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)預(yù)充電電路中，穩(wěn)態(tài)電流流經(jīng)接觸器。符合規(guī)格的零件是CL20 100120。

在Digikey 獲取CL20 100120。

在Mouser 獲取CL20 100120。

Ametherm的PTC預(yù)充電電路浪涌電流限制器的主要優(yōu)點(diǎn)

由于在寬溫度范圍內(nèi)的恒定電阻，預(yù)充電時(shí)間的變化較小。

重置時(shí)間更快。

上海自動(dòng)化儀表保護(hù)電路免受浪涌電流和操作員錯(cuò)誤的影響