專利名稱：電源設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源設(shè)備以及控制該電源設(shè)備的方法，特別是涉及一種具有啟動電流保護電路，功率因數(shù)補償(PFC)電路和過電壓保護電路的電源電路，以及控制啟動電流保護電路，PFC電路和過電壓保護電路的方法。
背景技術(shù)：
三相電機是具有多個繞組的電機，這些多個繞組圍繞一個繞組排列并從三相電壓接收能量以旋轉(zhuǎn)電機。如圖1所示，通過電機200的輸入端U、V和W獲得驅(qū)動電機200所需的三相電壓的電源設(shè)備包括提供商用交流電，例如(AC 110/220V)的交流電源100，對從交流電源100輸出的交流電整流的整流器300，平滑該整流器300整流的電壓的電容器CDC，將從電容器CDC輸出的直流電逆變成具有各種頻率的交流電并輸出三相電壓的逆變器120。電源設(shè)備可進一步包括在初始供電期間防止啟動電流進入電容器CDC的啟動電流保護電路140，將從電容器CDC輸出的電壓維持在恒定值的功率因數(shù)補償(PFC)電路150，和保護電容器CDC免受過電壓的過電壓保護電路130。
在逆變器120中，脈沖寬度調(diào)制(PWM)部分(未示出)產(chǎn)生PWM控制信號，并根據(jù)PWM部分的方波信號導(dǎo)通/截止多個晶體管。該電源設(shè)備包括控制其輸出頻率的控制器(未示出)，以便控制電機200的轉(zhuǎn)速，并通過根據(jù)PWM控制信號導(dǎo)通/截止晶體管來接通/斷開逆變器120的輸出。
啟動電流保護電路140包括設(shè)置在整流器300和電容器CDC之間并連接到電容器CDC的啟動電流保護電阻器Rs。繼電器部分142包括第一，第二和第三觸點142a，142b和142c。當(dāng)繼電器部分142將第一觸點142a與第三觸點142b連接時，啟動電流保護電阻器Rs將電容器CDC與整流器300連接，允許由電阻器Rs限制經(jīng)整流器300整流的并對電容器CDC充電的電能，以便防止在最初的供電中電容器CDC被過大的啟動電流擊穿。
PFC電路150包括諸如場效應(yīng)晶體管之類的PFC開關(guān)單元SPFC，設(shè)有連接到電容器CDC的陰極和連接到PFC開關(guān)單元SPFC的節(jié)點151的陽極的PFC二極管DPFC，和設(shè)置在節(jié)點151與整流器300之間的PFC電感器LpFC。在此，PFC電感器LPFC在繼電器部分142將第一觸點142a與第三觸點142c連接時從整流器300斷開，在繼電器部分142將第二觸點142b與第三觸點142c連接時連接到整流器300。PFC電路150在驅(qū)動電機200的過程中通過接通/斷開PFC開關(guān)單元SPFC，將施加到的電容器CDC兩端的電壓維持在恒定值，并通過使輸入到PFC電路150的輸入電流與輸入電壓具有相同相位來改善功率因數(shù)。
過電壓保護電路130與電容器CDC并聯(lián)，并提供有與過電壓保護二極管DOV和過電壓保護電阻器ROV的并聯(lián)組合串聯(lián)的過電壓保護開關(guān)單元SOV。對于過電壓保護電路130，如果增加施加到電容器CDC兩端的電壓，并由于在驅(qū)動電機200的過程中從電機200通過逆變器120再生的電壓而達到預(yù)定的過電壓區(qū)，則接通過電壓保護開關(guān)單元SOV，從而防止電容器CDC被過電壓擊穿。
在圖1所示的常規(guī)電源設(shè)備中，在最初從交流電源100施加電能后，啟動電流保護電路140發(fā)揮作用，直到電容器CDC中充電的電壓達到參考充電電壓。在電容器CDC中充電的電壓達到參考充電電壓后，變得不需要啟動電流保護電路140。
由于PFC電路150在施加到電容器CDC兩端的電壓穩(wěn)定(即，充分充電)后工作，因此，在啟動電流保護電路140工作時不需要PFC電路150工作。
由于過電壓保護電路130只在從電機200再生的電壓增加施加到電容器CDC兩端的電壓時工作，當(dāng)啟動電流保護電路140工作(即在初始充電周期)時，或當(dāng)施加到電容器CDC兩端的電壓穩(wěn)定后PFC電路150工作時，過電壓保護電路130不需要工作。
由于在啟動電流保護電路140，過電壓保護電路120和PFC電路150中使用大容量元件，增加了包括圖1所示的常規(guī)電源設(shè)備的產(chǎn)品的尺寸。消除一個或多個大容量元件將導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸的減小和降低制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個方面是提供一種電源設(shè)備及其控制方法，允許減少電源設(shè)備的許多部分，減小電源的尺寸，減小組成電源的產(chǎn)品的尺寸，和減少電源設(shè)備及其產(chǎn)品的制造成本。
本發(fā)明的附加和/或其它方面和優(yōu)點中的一部分將在后面的說明書中說明，一部分從該說明書中是顯而易見的，并可通過本發(fā)明的實施來了解。
通過提供具有交流電源，對從交流電源提供的電能整流的整流器，和平滑由整流器整流的電能的電容器的電源設(shè)備來實現(xiàn)本發(fā)明的說明和/或其它方面，該電源設(shè)備包括開關(guān)單元；具有連接到電容器的陰極和連接到開關(guān)單元的陽極的二極管；具有可連接到整流器的第一端和可連接到開關(guān)單元與二極管的陽極之間的節(jié)點的第二端的電感器；具有連接到電容器的一個第一端和一個第二端的電阻器；可在將開關(guān)單元與二極管的陽極之間的節(jié)點連接到電感器的第一位置工作，和可在將開關(guān)單元與二極管之間的節(jié)點連接到電阻器的第二端的第二位置工作的繼電器；和如果施加到電容器兩端的電壓超過預(yù)定的PFC電壓界限，則控制繼電器處在第二位置的控制器。
在本發(fā)明的一個方面中，電源設(shè)備進一步包括一個檢測施加到電容器兩端的電壓的電容器電壓檢測器，其中如果施加到電容器兩端并由電容器電壓檢測器檢測的電壓超過該預(yù)定的PFC電壓界限，控制器控制繼電器處在第二位置。
在本發(fā)明的一個方面中，如果施加到電容器兩端的并且由電容器電壓檢測器檢測的電壓達到預(yù)定的過電壓區(qū)，并且繼電器處在第二位置，控制器則接通/關(guān)閉開關(guān)單元。
在本發(fā)明的一個方面中，如果施加到電容器兩端的并且由電容器電壓檢測器檢測的電壓變得小于預(yù)定的PFC電壓界限，控制器則控制繼電器處在第一位置。
在本發(fā)明的一個方面中，電源設(shè)備還包括可在連接整流器和電阻器的第二端的第一位置工作，并可在連接整流器和電感器的第一端的第二位置工作的第二繼電器。
在本發(fā)明的一個方面中，控制器控制第二繼電器處在第一位置，以便在最初供電時把整流器整流的電能通過電阻器提供給電容器。
在本發(fā)明的一個方面中，在第二繼電器處在第一位置的狀態(tài)中，如果施加到電容器兩端的電壓超過預(yù)定的參考充電電壓，控制器則控制第二繼電器轉(zhuǎn)換到第二位置。
通過提供控制電源設(shè)備的方法來實現(xiàn)本發(fā)明的上述和/或其它方面，該電源設(shè)備具有交流電源，對從交流電源提供的電能整流的整流器，和平滑由整流器整流的電能的電容器，開關(guān)單元，陰極連接到電容器和陽極連接到開關(guān)單元的二極管，和設(shè)置在整流器與開關(guān)設(shè)備和二極管之間的節(jié)點之間電感器，該方法包括提供可與二極管并聯(lián)的電阻；檢測施加到電容器兩端的電壓；和如果檢測到的施加在電容器兩端的電壓超過預(yù)定的PFC電壓界限，則斷開電感器與開關(guān)單元和二極管之間的節(jié)點并連接電阻器與開關(guān)單元和二極管之間的節(jié)點。
在本發(fā)明的一個方面中，控制電源設(shè)備的方法還包括在連接電阻器與開關(guān)單元和二極管之間的節(jié)點的狀態(tài)下，如果檢測到的施加到電容器兩端的電壓達到預(yù)定的過電壓區(qū)，則接通/斷開開關(guān)單元。
在本發(fā)明的一個方面中，控制電源設(shè)備的方法還包括如果檢測的施加到電容器兩端的電壓變得低于預(yù)定的PFC電壓界限，則斷開電阻器與開關(guān)單元和二極管之間的節(jié)點，并連接電感器與開關(guān)單元和二極管之間的節(jié)點。
在本發(fā)明的一個方面中，控制電源設(shè)備的方法還包括連接整流器和電阻器，并斷開整流器和電感器，以便在最初供電時將整流器整流的電能通過電阻器提供到電容器。


參考附圖，從下面描述的實施例將使本發(fā)明的上述和/或其它方面和優(yōu)點變得顯而易見，并更容易理解，其中圖1是說明常規(guī)電源設(shè)備的電路的示意圖；圖2是說明在根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備電路中執(zhí)行啟動電流保護功能的狀態(tài)的示意圖；圖3A-3D是說明本發(fā)明的電源設(shè)備電路在圖2所示的狀態(tài)中的波形的示意圖；圖4是說明在根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備電路中執(zhí)行PFC功能的狀態(tài)的示意圖；圖5A-5F是說明本發(fā)明的電源設(shè)備電路在圖4所示的狀態(tài)中的波形的示意圖；圖6是說明在根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備電路中執(zhí)行過電壓保護功能的狀態(tài)的示意圖；圖7A-7E是說明本發(fā)明的電源設(shè)備電路在圖6所示的狀態(tài)中的波形的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明的實施例，在附圖中示出了本發(fā)明的實例，其中在整個說明書中相同的參考標(biāo)號表示相同的元件。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的，用于三相電機的電源設(shè)備電路的電路圖。圖2所示的電源設(shè)備包括提供例如110V/220V的商用交流電的交流電源1；對交流電整流的整流器3；平滑整流器3提供的電能的電容器13；和把從電容器13輸出的直流電逆變成具有可變頻率的交流電并向電機2的端子U、V和W輸出交流電作為三相電壓的逆變器12。
圖2所示的電源設(shè)備還包括開關(guān)單元4；陰極連接到電容器13的端部15和陽極連接到開關(guān)單元4的二極管5；可有選擇地連接在整流器3與開關(guān)4和二極管5之間的節(jié)點17之間的電感器6；可有選擇地與二極管5并聯(lián)的電阻器7；具有第一，第二和第三觸點8a，8b和8c的第一繼電器8，繼電器8通過第一觸點8a和第三觸點8c有選擇地連接節(jié)點17和電感器6，通過第二觸點8b和第三觸點8c有選擇地連接節(jié)點17和電阻器7；和如果施加到電容器13兩端的電壓超過預(yù)定的PFC電壓界限，則控制第一繼電器8連接第二觸點8b和第三觸點8c的控制器11。
根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備可進一步包括檢測施加到電容器13兩端的電壓的電容器電壓檢測器10。如果電容器電壓檢測器10檢測的施加到電容器13兩端的電壓超過預(yù)定的PFC電壓界限，控制器11可控制第一繼電器8連接第二觸點8b和第三觸點8c。
根據(jù)本發(fā)明，開關(guān)單元4，二極管5，和電感器6作為PFC電路。就是說，在第一繼電器8連接第一觸點8a和第三觸點8c的狀態(tài)下，開關(guān)單元4，二極管5，和電感器6通過連接到整流器3和電容器13使施加到電容器13兩端的電壓維持在恒定值，并起到PFC電路的作用，以便通過控制從整流器3輸入的輸入電流與從整流器3輸入的輸入電壓具有相同相位來改善功率因數(shù)。
根據(jù)輸入到晶體管的柵極的信號來切換諸如MOS晶體管，或場效應(yīng)晶體管之類的開關(guān)單元4?？刂破?1通過控制輸入到開關(guān)單元4的柵極的信號來接通/斷開開關(guān)單元4。
開關(guān)單元4，二極管5，和電阻7作為過電壓保護電路。就是說，當(dāng)通過連接第一觸點8a和第三觸點8c的第一繼電器8執(zhí)行PFC電路的功能時，可由從電機2通過逆變器12再生的電壓來增加施加在電容器13兩端的電壓。如果電容器13兩端的電壓繼續(xù)增加并超過預(yù)定的PFC電壓界限，從電感器6斷開開關(guān)單元4和二極管5之間的節(jié)點17，并由連接第二觸點8b和第三觸點8c的繼電器8并聯(lián)電阻器7和二極管5。在此，控制器11通過接通/截止開關(guān)單元4來防止施加到電容器13兩端的電壓增加到過電壓區(qū)，以減小電容器13兩端的電壓。
如果電容器13兩端的電壓因過電壓保護電路而使從電機2再生的電壓的下降而降低到預(yù)定的PFC電壓界限或更低，控制器11使第一繼電器8連接第一觸點8a和第三觸點8c。因此，開關(guān)單元4，二極管5，和電感器6再次起到PFC電路的作用。
根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備可進一步包括具有第一觸點9a，第二觸點9b和第三觸點9c的第二繼電器9。第二繼電器9通過第一觸點9a和第三觸點9c有選擇地連接整流器3和電阻器7，和通過第二觸點9b和第三觸點9c有選擇地連接整流器3和電感器6。控制器11使第二繼電器9連接觸點9a和觸點9c，以便在最初從交流電源1提供電能時通過電阻器7向電容器13提供由整流器3整流的電能。因此，通過利用電阻器7限制提供給電容器13的電流，防止了電容器13被過量的啟動電流擊穿。
如果電容器13兩端的電壓超過預(yù)定的參考充電電壓，控制器7使第二繼電器9連接第二觸點9b和第三觸點9c。于是，整流器3通過電感器6連接到電容器13，開關(guān)單元4，電感器6和二極管5執(zhí)行PFC功能。
下面參考圖3A-3D描述使用圖2所示的裝置執(zhí)行啟動電流保護，相位因數(shù)補償和過電壓保護的過程。
當(dāng)最初從交流電源1供電時，控制器11時第一繼電器8連接第一觸點8a和第三觸點8c，并使第二繼電器9連接第一觸點9a和第三觸點9c?，F(xiàn)在參考3B，由整流器3整流從交流電源1提供的AC電壓(V(L1-L2)，以獲得電壓VD1。電壓VD1通過電阻器7向電容器13充電。就是說，在第一繼電器8連接第一觸點8a和第三觸點8c，以及第二繼電器9連接第一觸點9a和第三觸點9c的狀態(tài)下，電阻器7執(zhí)行啟動電流保護功能。在執(zhí)行啟動電流保護功能時，隨著如圖3B所示向電容器13充電，逐漸增加施加到電容器13兩端的電壓VPN。如果施加到電容器13的電壓VPN超過參考充電電壓V1，控制器11控制第二繼電器9連接第二觸點9b和第三觸點9c。圖3C示出從整流器3流到電阻器7的電流的波形，圖3D示出第二繼電器9工作以連接第二觸點9b和第三觸點9c的時間點。
在第二繼電器9連接第二觸點9b和第三觸點9c，以及第一繼電器8連接第一觸點8a和第三觸點8c的狀態(tài)下，下面參考圖4和5A-5F描述由開關(guān)單元4，電感器6，和二極管5執(zhí)行的PFC功能。
在第二繼電器9連接觸點9b和觸點9c的狀態(tài)下，控制器11接通/斷開開關(guān)單元4，以使施加到電容器13兩端的電壓VPN可維持在恒定值VDC。就是說，控制器11通過接通開關(guān)單元4而在電感器6中存儲能量，和通過斷開開關(guān)單元4將電感器6中存儲的能量通過二極管5傳送到電容器13。于是，施加到電容器13兩端的電壓VPN維持在恒定值VDC，從整流器3輸入的如圖5F所示的輸入電流ID1與如圖5B所示的輸入電壓VD1具有相同相位，從而增加功率因數(shù)。在施加到電容器13兩端的電壓VPN由PFC電路維持在恒定值VDC的狀態(tài)下，根據(jù)如圖5E所示的電流IINV來驅(qū)動電機2。圖5A是表示從AC電源1提供給整流器3的AC電壓的波形的示意圖。圖5C是表示當(dāng)?shù)诙^電器9的觸點從連接觸點9a和觸點9c(A)切換到連接觸點9b和觸點9c(B)時的時間的示意圖。圖5D是表示當(dāng)PFC電路開始執(zhí)行功率因數(shù)補償功能時的時間的示意圖。
在驅(qū)動電機2時，在特定條件下，通過電機2的旋轉(zhuǎn)，可以通過逆變器12將電機2中存儲的能量再生到電容器3。例如，當(dāng)電機2在相反方向旋轉(zhuǎn)時，可向電容器13再生電機2有規(guī)律地轉(zhuǎn)動時存儲的能量。在此，通過逆變器12再生的能量，即再生的電壓將施加到電容器13兩端的電壓VPN增加到VDC值以上。
下面參考圖6和7A-7E描述當(dāng)通過逆變器12從電機2再生的再生電壓增加施加到電容器13兩端的電壓時，根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備的過電壓保護功能。
首先，在圖7B所示的時間t1，如果由電機2的再生電壓增加電容器13兩端的電壓VPN，并因此超過PFC電壓界限(V2)，控制器11控制第一繼電器8在圖7C所示的時間t2(參考圖7的(C))連接第二觸點8b和第三觸點8c。PFC電壓界限(V2)是指在電流未隨著由再生電壓增加的電壓VPN而從整流器3流到電容器13時施加到電容器13的電壓。
即使在第一繼電器8連接第二觸點8b和第三觸點8c時，來電機2的再生電壓增加施加到電容器13兩端的電壓VPN。當(dāng)施加到電容器13兩端的電壓VPN達到過電壓區(qū)(滯后區(qū)VH1-VH2)時，控制器11接通/斷開開關(guān)單元4。
就是說，如果施加到電容器13兩端的電壓VPN增加并達到過電壓的上限VH2，如圖7D所示，控制器11通過接通開關(guān)單元4允許從電機2再生的電壓通過電阻器7所消耗。于是，降低了施加到電容器13兩端的電壓VPN。如果通過電阻器7消耗從電機2再生的電壓，以使施加到電容器13兩端的電壓VPN達到過電壓的下限VH1，控制器11通過斷開開關(guān)單元4來防止電壓VPN變得低于過電壓區(qū)(VH1-VH2)，以便將電壓VPN維持在過電壓區(qū)(VH1-VH2)內(nèi)。因此，控制器11通過接通/斷開開關(guān)單元4來控制從電機2再生的電壓的消耗。
接下來，如果電機2的再生電壓被全部消耗，即使開關(guān)單元4斷開也不增加施加到電容器13兩端的電壓VPN。另外，由于電容器13從交流電源1斷開，由驅(qū)動電機2所消耗的電能來降低施加到電容器13兩端的電壓VPN。如果降低施加到電容器13兩端的電壓VPN并變得低于PFC電壓界限V2，控制器11通過在如圖7C所示的時間t3操作第一繼電器8連接第一觸點8a和第三觸點8c來連接電容器13和AC電源1。在此，電容器13和整流器3連接在PFC電路中，并由PFC電路將施加到電容器13兩端的電壓VPN維持為常數(shù)。
圖7A是AC電源1輸入到整流器3的輸入電壓(VL1-VL2)的波形。圖7C是說明在過電壓保護電路操作期間，第一繼電器8連接第一觸點8a和第三觸點8c時的時間(t2前的時間)，第一繼電器8連接第二觸點8b和第三觸點8c時的時間t2，和第一繼電器8再次連接第一觸點8a和第三觸點8c時的時間的示意圖。圖7D是說明在接通/斷開開關(guān)單元4以執(zhí)行過電壓保護功能時的時間的示意圖。
在上面的實施例中，參考三相電機說明了根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備。然而，可以改變逆變器12的配置以便向單相電機或其它多相電機供電，根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備可以應(yīng)用到其它設(shè)備以及電機。
另外，在上面的實施例中，過電壓保護電路和啟動電流保護電路共用該電阻器。然而，可以提供分離的啟動電流保護電阻器。
通過上面的結(jié)構(gòu)，在電源設(shè)備中，可以減少許多部分，并且利用共同實施啟動電流保護電路，PFC電路，和過電壓保護電路的功能所需的電阻器7，開關(guān)單元4，和二極管5可以降低產(chǎn)品的尺寸和制造成本。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備及其控制方法，可以減少電源設(shè)備部件的數(shù)量，并可以降低產(chǎn)品的尺寸和制造成本。
雖然已經(jīng)給出并描述了本發(fā)明的幾個實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下可以對這些實施例進行改變，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求和其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種具有交流電源，對從交流電源提供的電能整流的整流器，和平滑由整流器整流的電能的電容器的電源設(shè)備，該電源設(shè)備包括開關(guān)單元；具有連接到電容器的陰極和連接到開關(guān)單元的陽極的二極管；具有一個連接整流器的第一端和一個第二端的電感器；具有一個連接到電容器的第一端和一個第二端的電阻器；將開關(guān)單元與二極管的陽極之間的節(jié)點有選擇地連接到電感器的第二端和電阻器的第二端之一的第一繼電器；和如果施加到電容器兩端的電壓超過預(yù)定的PFC電壓界限，則控制第一繼電器連接該節(jié)點和電阻器的第二端的控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源設(shè)備，進一步包括檢測施加到電容器兩端的電壓的電容器電壓檢測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源設(shè)備，其中在第一繼電器連接該節(jié)點和電阻器的第二端的狀態(tài)下，如果檢測到的施加到電容器兩端的電壓超過預(yù)定的過電壓區(qū)，控制器則接通/斷開開關(guān)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源設(shè)備，其中如果施加到電容器兩端的并由電容器電壓檢測器檢測的電壓變得低于預(yù)定的FFC電壓界限，控制器則控制第一繼電器連接二極管與開關(guān)單元之間的節(jié)點和電感器的第二端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源設(shè)備，進一步包括有選擇地將整流器與電感器的第一端和電阻器的第二端之一連接的第二繼電器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源設(shè)備，其中在最初提供電能時，控制器控制第二繼電器將整流器連接到電阻器的第二端，以便把由整流器整流的電能通過電阻器提供給電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源設(shè)備，其中在第二繼電器連接二極管與開關(guān)單元之間的節(jié)點和電感器的第二端的狀態(tài)下，如果施加到電容器兩端的電壓超過預(yù)定的參考充電電壓，控制器則控制第二繼電器將整流器連接到電感器的第一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源設(shè)備，進一步包括有選擇地連接整流器與電感器的第一端和電阻器的第二端之一的第二繼電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源設(shè)備，其中在最初提供電能時，控制器控制第二繼電器將整流器連接到電阻器的第二端，以便把由整流器整流的電能通過電阻器提供給電容器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源設(shè)備，其中在第二繼電器連接二極管與開關(guān)單元之間的節(jié)點和電感器的第二端的狀態(tài)下，如果施加到電容器兩端的電壓超過預(yù)定的參考充電電壓，控制器則控制第二繼電器將整流器連接到電感器的第一端。
11.一種控制電源設(shè)備的方法，該電源設(shè)備具有交流電源，對從交流電源提供的電能整流的整流器，和平滑由整流器整流的電能的電容器，開關(guān)單元，陰極連接到電容器和陽極連接到開關(guān)單元的二極管，和連接在整流器與開關(guān)設(shè)備和二極管之間的節(jié)點之間電感器，該方法包括提供可與二極管并聯(lián)的電阻器；檢測施加到電容器兩端的電壓；和如果檢測到的施加在電容器兩端的電壓超過預(yù)定的PFC電壓界限，則斷開電感器與開關(guān)單元和二極管之間的節(jié)點，并連接電阻器與開關(guān)單元和二極管之間的節(jié)點。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括在連接電阻器與開關(guān)單元和二極管之間的節(jié)點的狀態(tài)下，如果檢測的施加到電容器兩端的電壓達到預(yù)定的過電壓區(qū)，則接通/斷開開關(guān)單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括如果檢測的施加到電容器兩端的電壓變得低于預(yù)定的FFC電壓界限，則斷開電阻器和開關(guān)單元與二極管之間的節(jié)點，并連接電感器和開關(guān)單元與二極管之間的節(jié)點。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括在最初提供電能時，連接整流器和電阻器，并斷開整流器和電感器，以便將整流器整流的電能通過電阻器提供給電容器。
15.一種從直流電源向交流電機供電的電源設(shè)備，該電源設(shè)備包括具有第一和第二輸入并且逆變直流驅(qū)動電壓以驅(qū)動電機的逆變器；可有選擇地以啟動電流保護模式，功率因數(shù)補償模式和過電壓保護模式操作，以控制直流驅(qū)動電壓的電路，該電路包括具有第一和第二端并且與逆變器的第一和第二輸入分別連接的電容器，具有一個連接到電容器的第一端的第一端和一個第二端的電阻器，具有一個連接到電容器的第一端的第一端和一個第二端的二極管，具有在一個節(jié)點與二極管的第二端連接的第一端子，與電容器的第二端連接的第二端子，和控制端子的開關(guān)單元，具有第一和第二端的電感器；有選擇地將該節(jié)點連接到電阻器的第二端和電感器的第二端之一的第一繼電器，和有選擇地將直流電源連接到電阻器的第二端和電感器的第一端之一的第二繼電器；檢測直流驅(qū)動電壓值的電壓檢測器；驅(qū)動控制端子和繼電器，以使該電路根據(jù)檢測到的直流驅(qū)動電壓值有選擇地執(zhí)行啟動電流保護模式，功率因數(shù)補償模式或過電壓保護模式的控制器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源設(shè)備，其中在檢測到的直流驅(qū)動電壓值小于預(yù)定值的初始啟動周期，控制器控制繼電器和開關(guān)單元以啟動電流保護模式操作該電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電源設(shè)備，其中在以啟動電流保護模式工作期間，第二繼電器連接直流電源和電阻器的第二端，和第一繼電器連接電感器第二端與該節(jié)點。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源設(shè)備，其中在檢測到的直流驅(qū)動電壓值大于第一預(yù)定值并小于第二預(yù)定值的情況下，控制器控制繼電器和開關(guān)單元以功率因數(shù)補償模式操作該電路。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電源設(shè)備，其中在以功率因數(shù)補償模式操作期間，第二繼電器連接直流電源和電感器的第一端，和第一繼電器連接電感器的第二端和該節(jié)點。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源設(shè)備，其中在檢測到的直流驅(qū)動電壓值大于預(yù)定值的情況下，控制器控制繼電器和開關(guān)單元以過電壓保護模式操作該電路。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源設(shè)備，其中在以過電壓保護模式操作期間，第一繼電器連接電阻器的第二端和該節(jié)點，和第二繼電器連接直流電源和電感器的第一端。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電源設(shè)備，其中在檢測到的直流驅(qū)動電壓值大于第二預(yù)定值并大于第三預(yù)定值的情況下，控制器控制電路的操作從功率因數(shù)補償模式改變到過電壓保護模式。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電源設(shè)備，其中該直流驅(qū)動值因為由電機的旋轉(zhuǎn)而存儲的能量再生的電壓而增加到第二預(yù)定值之上。
24.一種從輸入電能向逆變器提供輸入電能以驅(qū)動交流電機的電源設(shè)備，該電源設(shè)備包括與逆變器并聯(lián)的電容；在輸入電能的初始施加期間限制到該電容的啟動電流的電阻；和通過該限制電阻將電容兩端的電壓限定到預(yù)定最大值而使電容有選擇地放電的過電壓保護電路。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電源設(shè)備，進一步包括檢測電容兩端的電壓的電壓檢測器；有選擇地連接該電阻以執(zhí)行限制啟動電流和使電容放電的操作之一的開關(guān)裝置；和響應(yīng)檢測的電壓來控制開關(guān)裝置的控制器。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電源設(shè)備，其中過電壓保護電路包括可有選擇地與電阻串聯(lián)并通過該電阻控制電容放電的有源元件；和該控制器控制該有源元件，以控制該電容的放電。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電源設(shè)備，其中該電源設(shè)備還包括可有選擇地與電容串聯(lián)的電感；和有選擇地將電阻與電感之一與電容串聯(lián)的開關(guān)裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電源設(shè)備，其中在電感與電容串聯(lián)的情況下，二極管設(shè)置在電感和電容之間；有源元件連接到二極管的一端；和控制器操作電感，二極管，電容和有源元件以補償輸入功率的功率因數(shù)。
全文摘要
一種逆變要提供給電機的電能的電源設(shè)備以及控制電源設(shè)備的方法。電源設(shè)備包括啟動保護(IP)電路，功率因數(shù)補償(PFC)電路和過電壓保護(OP)電路?？刂破骱鸵粚^電器有選擇地連接預(yù)定的部件，以便響應(yīng)檢測到的逆變器輸入電壓值將至少一個部件從處在IP，PFC，和OP電路之一中的工作改變成IP，PFC，和OP電路中的另一個的操作。啟動保護電路在啟動模式操作；在正常驅(qū)動電機時，PFC電路工作；在逆變器輸入電壓由電機再生而增加時，過電壓保護電路工作。
文檔編號H02M7/48GK1517824SQ0314857
公開日2004年8月4日 申請日期2003年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月9日
發(fā)明者廉長玹, 廉長 申請人:三星電子株式會社