逆变器保护电路设计.
逆变器原理及电路图
逆变器原理及电路图2009-09-10 21:52场上常见款式车载逆变器产品的主要指标输入电压：DC 10V～14.5V；输出电压：AC 200V～220V±10％；输出频率：50Hz±5％；输出功率：70W ～150W；转换效率：大于85％；逆变工作频率：30kHz～50kHz。
二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W－150W，逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。
一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。
车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分，每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路，其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电，通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz－50kHz、220V左右的交流电；第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术，将30kHz～50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。
[img]/UploadFiles/200942618167800.jpg[/img]1.车载逆变器电路工作原理图1电路中，由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。
由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5－VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路，最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。
图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片，构成车载逆变器的核心控制电路。
TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片，其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构，工作温度范围为0℃-70℃，极限工作电源电压为7V～40V，最高工作频率为300kHz。
逆变器控制电路的保护电路
逆变器控制电路的保护电路逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下：（1）逆变器保护①瞬时过电流保护，用于逆变电流负载侧短路等，流过逆变电器回件的电流达到异常值（超过容许值）时，瞬时停止逆变器运转，切断电流，变流器的输出电流达到异常值，也得同样停止逆变器运转。
②过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定时间，为防止逆变器器件、电线等损坏，要停止运转，恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或电子热保护，过载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
③再生过电压保护，应用逆变器使电动机快速减速时，由于再生功率使直流电路电压升高，有时超过容许值，可以采取停止逆变器运转或停止快速的方法，防止过电压。
④瞬时停电保护，对于毫秒级内的瞬时断电，控制电路工作正常。
但瞬时停电如果达数10ms以上时，通常不仅控制电路误动作，主电路也不供电，所以检测出后使逆变器停止运转。
⑤接地过电流保护，逆变器负载接地时，为了保护逆变器，要有接地过电流保护功能。
但为了保证人身安全，需要装设漏电保护断路器。
⑥冷却风机异常，有冷却风机的装置，当风机异常时装置内温度将上升，因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器，检测出异常后停止逆变电器工作。
（2）异步电动机的保护①过载保护，过载检测装置与逆变器保护共用，但考虑低速运转的过热时，在异步电动机内埋入温度检出器，或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。
动作过频时，应考虑减轻电动机负荷，增加电动机及逆变器的容量等。
②超速保护，逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时，停止逆变器运转。
（3）其他保护①防止失速过电流，加速时，如果异步电动机跟踪迟缓，则过电流保护电路动作，运转就不能继续进行（失速）。
所以，在负载电流减小之前要进行控制，抑制频率上升或使频率下降。
对于恒速运转中的过电流，有时也进行同样的控制。
②防止失速再生过电压，减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升，为防止再生过电压电路保护动作，在直流电压下降之前要进行控制，抑制频率下降，防止不能运转（失速）。
10kw逆变电源主电路设计汇总
前言逆变是利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程。
例如：应用晶闸管的电力机车，当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行，机车的位能转变成电能，反送到交流电网中去。
又如运转着的直流电动机，要使它迅速制动，也可让电动机作发电机运行，把电动机的动能转变为电能，反送到电网中去。
把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。
在特定场合下，同一套晶闸管变流电路既可作整流，又能作逆变。
变流器工作在逆变状态时，如果把变流器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去，叫有源逆变。
如果变流器的交流侧不与电网联接，而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，则叫无源逆变。
交流变频调速就是利用这一原理工作的。
有源逆变除用于直流可逆调速系统外，还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。
逆变电源因体积小、重量轻、节材、节能、转换效果高等特点，现已得到了广泛应用。
目前逆变电路的拓扑结构主要有单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式、全桥式等多种类型。
根据需求可采用不同拓扑形式的逆变电路满足其需求。
目前IGBT （绝缘栅双极型晶体管）是逆变电源中常用的功率器件，已逐步取代原晶闸管、晶体管、场效应管（MOSFET）。
由于桥式逆变电源在选择功率开关器件耐压要求可以稍低，并有较高的功率输出，现通常采用全桥式逆变电路来实现较大功率输出。
课程设计所要求做的是2kw的逆变电源主电路设计（要求：电网电压380v，允许变化10%,要求输出220v，50KHz交流电压向负载供电）。
目录1. 逆变电源发展及主电路的选择………………………………………………………1.1 逆变电源的发展··················································1.2 主电路的结构选择············································2. 主电路部分设计……………………………………………………………………2.1 整流电路设计部分………………………………………………………………2.1.1 整流二极管的选择…………………………………………………………2.1.2 整流二极管的保护设计……………………………………………………的选取………………………………………………………………2.2 滤波电容Cd2.3 斩波电路设计······················································ 2.3.1 斩波参数的选择············································2.4 逆变电路部分设计…………………………………………………………………2.4.1 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的选择…………………………………2.4.2I G B T的保护设计…………………………………………………3. 高频变压器设计部分…………………………………………………………………3.1 高频变压器主要参数………………………………………………………3.2 变压器磁芯的选择………………………………………………………………3.3 高频变压器一次侧、二次侧绕组匝数计算································3.4 计算绕组导线线径及估算铜窗占有率························4.心得体会…………………………………………………………………………5.参考文献…………………………………………………………………………………1.逆变电源发展方向及主电路的结构选择1.1 逆变电源的发展方向高频逆变电源的发展与电力电子技术和器件的发展密切相关，高频逆变式电源正是随着现代电力电子技术的发展而发展起来的。
三电平npc逆变器硬件设计
三电平npc逆变器硬件设计
三电平NPC逆变器是一种高性能的逆变器拓扑结构，它在电
力电子领域得到了广泛的应用。
下面是三电平NPC逆变器的
硬件设计方案：
1. 选择功率器件：根据设计需求选择合适的功率器件，通常使用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半
导体场效应管）作为开关管，整流器使用快恢复二极管（FRED）。
2. 控制电路设计：三电平NPC逆变器需要精确的电流和电压
控制，因此需要设计控制电路来实现这些功能。
可以使用微控制器或DSP芯片来实现控制算法，同时需要采用传感器来获
取电流和电压信息。
3. 电源电压设计：三电平NPC逆变器通常使用直流输入电压，因此需要设计适当的电源电压。
可以使用整流器将交流电转换为直流电，然后通过滤波器进行滤波。
4. 电路保护设计：在设计过程中，需要考虑逆变器的电路保护，以保证逆变器在故障情况下的安全运行。
常见的保护措施包括过压保护、过流保护、短路保护等。
5. PCB设计：将上述所有电路元件和电路连接在一起，设计PCB板以实现电路的布线和连接。
需要注意布线的合理性和
有关信号的屏蔽，以减少干扰和噪声。
6. 散热设计：由于三电平NPC逆变器在工作过程中会产生大
量的热量，因此需要进行散热设计来保持逆变器的工作温度在可接受范围内。
可以使用散热片、散热器等散热设备来提高散热效果。
总之，三电平NPC逆变器的硬件设计需要综合考虑功率器件、控制电路、电源电压、保护措施、PCB设计和散热设计等多
个方面。
需要根据具体的设计需求和要求进行设计。
三相SPWM逆变器
第四章三相SPWM逆变器4．１三相ＳＰＷＭ逆变器的结构ＳＰＷＭ逆变器与ＰＷＭ逆变器在主电路方面没有本质的区别，将电压型ＰＡＭ主电路结构中的晶闸管替换为ＩＧＢＴ就成了ＳＰＷＭ型逆变器的主电路结构。
ＳＰＷＭ脉宽调制时，瞬时电压以极高的速度切换方向而输出半波内不改变方向，因此，输出电压与输出电流常常方向不一致，这时就需要续流二极管来提供与电压极性相反的电流通道。
加上了续流二极管的三相逆变桥，我们就设计好了ＳＰＷＭ逆变器的基本主电路。
图４．１是ＳＰＷＭ逆变器的主电路结构，它由六只ＩＧＢＴ组成三相桥式结构，每个桥上反并联了续流二极管。
4.1 SPWM逆变器的主电路图ＩＧＢＴ器件有自己特有的驱动电路及保护电路，实际中ＩＧＢＴ通常不以单独的形式供货，而是以包括了驱动及保护电路的智能模块（ＩＰＭ）方式提供的。
ＩＰＭ不仅为ＩＧＢＴ器件提供了驱动电路及保护电路，也为整个模块提供了过热保护等。
在容量比较小的情况下，ＩＰＭ常常做成多器件结构，例如六单元或七单元结构。
六单元结构集成了一个完整的ＳＰＷＭ逆变器，图４．２就是一个六单元ＩＰＭ的结构示意图。
七单元ＩＰＭ除一个逆变器外，还把能耗制动用的斩波元器件及附属电路集成在里边了。
4.2 IPM结构从图４．２看到，六单元模块为五个主电路端子，即直流正负极输入和交流三相输出端子。
另外有驱动和保护的控制端子若干，它们是能够和常规控制芯片直接连接或者通过光耦合连接的电压型接口。
驱动端子是输入端子，接受外部触发器件，保护端子是输出端子，在保护电路封锁驱动电路的同时发出保护动作信号给外部控制器。
主电路端子通常是接线桩形式，控制端子通常是集中插口形式。
七单元ＩＰＭ增加了一个连接制动电阻的主电路端子及相应的控制端子。
当容量比较大时，如果ＩＰＭ仍然集成整个逆变器，会产生两个方面的缺点：一是模块的体积和重量加大，给安装和布置带来困难，也不利于散热；二是当模块中局部元器件损坏时需要更换整个模块，而大容量的模块的成本必然更高，因此使维护成本增加了。
逆变器结构设计
逆变器结构设计简介逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备，在可再生能源领域应用广泛。
逆变器的结构设计是实现高效能转换的关键，本文将对逆变器的结构设计进行全面、详细、完整地探讨。
逆变器工作原理逆变器工作原理主要分为两个阶段：直流输入和交流输出。
直流输入阶段1.输入滤波：逆变器的输入端通常是由直流电源供应，为了减少输入端的干扰，需要设计合适的滤波电路。
常见的滤波电路包括LC滤波电路和RC滤波电路。
2.直流-直流变换：逆变器的输入电压通常需要经过变换电路，将输入的直流电压提升或降低到逆变器的额定电压范围。
常见的变换电路包括降压变换器和升压变换器。
3.输入电流保护：为了保护逆变器不受输入电流过大或过小的影响，需要设计合适的电流保护电路。
常见的保护电路包括过流保护和欠压保护。
交流输出阶段1.逆变电路：逆变器的核心部分是逆变电路，它将输入的直流电转换为输出的交流电。
逆变电路通常由多个功率开关管组成，根据不同的逆变方式可以分为三态逆变电路、全桥逆变电路等。
2.输出滤波：逆变器的输出端通常需要设计合适的滤波电路，以减少输出端的高频干扰。
常见的滤波电路包括LC滤波电路和RC滤波电路。
3.输出电压调节：为了使逆变器输出的交流电压满足特定要求，需要设计合适的输出电压调节电路。
常见的输出电压调节电路包括闭环控制和开环控制。
逆变器结构设计要点逆变器的结构设计需要考虑多个要点，以实现高效能转换和可靠性。
功率开关管的选择功率开关管是逆变器最核心的部件，其选择直接影响逆变器的性能。
在选择功率开关管时应考虑以下几个因素： - 频率范围：逆变器的工作频率决定了功率开关管的开关频率范围，选择合适的开关频率范围可以提高逆变器的工作效率。
- 导通电阻：功率开关管导通时的电阻越小，损耗越小。
- 开关速度：功率开关管开关速度越快，可以减少开关过程中的功耗，并提高逆变器的响应速度。
- 输出功率：功率开关管的额定输出功率应满足逆变器的设计要求。
纯正弦波逆变器电路图大全(数字式-自举电容-光耦隔离反馈电路图详解)
纯正弦波逆变器电路图大全（数字式/自举电容/光耦
隔离反馈电路图详解）
纯正弦波逆变器电路图（一）
基于高性能全数字式正弦波逆变电源的设计方案
逆变电源硬件结构如图2所示。
主要包括直流推挽升压电路、正弦逆变电路、输出滤波电路、驱动电路、采样电路、主控制器和点阵液晶构成。
其中，直流升压部分将输入电压升高至输出正弦交流电的峰值以上的母线直流电压，正弦逆变部分将母线直流电压逆变后经输出滤波电路得到正弦式交流电，采样电路则对母线电压、母线电流、输出电压、输出电流、输入电压进行采样，以实现短路保护、过压欠压保护、过流保护、闭环稳压等功能。
驱动电路的功能是将驱动信号的逻辑电平进行匹配放大，以满足驱动功率管的要求。
控制电路的功能是产生驱动信号，并对采样信号进行处理，以实现复杂的系统功能。
点阵液晶的功能是显示系统工作信息，如果输出电压、电流以及保护信息等。
图2
1）主控制器。
车载逆变电源的设计及仿真毕业设计
目前市场上常见的车载逆变器按功率等级大致可以分为75W、100W、150W、300W、500W、800W、1000W、1500W、2000W、2500W等规格。车载逆变器的输入为汽车点烟器或蓄电池，一般汽车点烟器10A左右的电流，故点烟器输出的功率约为150W。对于功率等级小于150W的车载逆变器可以直接由点烟器供电，大于150W功率等级时需直接从车载蓄电池供电，否则会因过流烧毁汽车配件及保险丝。随着车上使用的电器种类增多，对车载逆变器的容量提出了更高的要求，小功率150W及以下规格的车载逆变器已经不能满足人们需求，中大功率的车载逆变器是今后的发展趋势。车载逆变器所带的负载通常为以下几类：第一类：整流性负载，如笔记本电脑、各种充电器、组合式音响、数码相机、打印机、游戏机、影碟机、移动DVD；第二类：电阻性负载，如小型电热器具，电热杯等；第三类：感性负载，车载冰箱、照明灯、电转等电动机型的电器。车载逆变器按输出电压波形主要可以分为两种：方波和正弦波。方波逆变结构简单，控制方便，但方波逆变输出电压谐波含量高，同时带负载能力较差且对使用电器寿命影响较大。随着负载增大，方波中包含的三次谐波分量使负载电流容性分量增加，严重时会损耗逆变器输出滤波电容。最初采用简易的多谐振荡器制作的车载方波逆变器，输出功率小，带负载能力差，已逐步被市场淘汰。近年来提出了准正弦波逆变(即修正正弦波)，可以带电阻和整流桥负载，满足了日常大部分电子产品的要求，效率较高，最高效率约为90％，价格适中，是当前市场的主流产品。但是准正弦波其本质是带死区时间的方波，仍然不能满足车载冰箱、日光灯、电风等感性负载的要求。一些精密的设备和感性负载类的电器必须要正弦波供电才能工作，否则，轻则电器设备不能正常工作，重则造成损坏用电设备或大大缩短车载逆变器的寿命。正弦波逆变，弥补了方波逆变的不足，适合任何类型的负载，但是控制相对复杂，效率较低，因此高效率正弦波车载逆变器日益成为一种需求。[2]综上所述，作为车载电源转换器，针对其特定的应用场合，必须具有满足以下几个方面的要求：
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安阳师范学院本科学生毕业设计报告
逆变器保护电路设计
作 者 秦 文 系（院） 物理与电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 年 级 2008级专升本 学 号 081852080 指导教师 潘 三 博 日 期 2010.06.02 成 绩 学生承诺书 本人郑重承诺：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安阳师范学院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均以在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名： 日期:
论文使用授权说明 本人完全了解安阳师范学院有关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
签名: 导师签名: 日期: 第1页
逆变器保护电路设计 秦文 （安阳师范学院 物理与电气工程学院，河南 安阳 455002）
摘 要:本文针对SPWM逆变器工作中的安全性问题，阐述了如何利用电路实现保护复位和死区调节。在PWM三相逆变器中，由于开关管存在一定的开通和关断时间，为防止同一桥臂上两个开关器件的直通现象，控制信号中必须设定几个微秒的死区时间。尽管死区时间非常短暂，引起的输出电压误差较小，但由于开关频率较高，死区引起误差的叠加值将会引起电机负载电流的波形畸变，使电磁力矩产生较大的脉动现象，从而使动静态性能下降，降低了开关器件的实际应用效果，但是却对逆变器的安全运行意义重大。
关键词:保护电路；复位电路；死区调节 1 引言 在现在的系统中电力器件的应用也越来越广而与此同时对器件的保护也被认识了其重要性。电子器件很易被损坏，保护电路的要求也很苛刻。在工程应用中，为了使SPWM逆变器安全地工作，需要有可靠的保护系统。一个功能完善的保护系统既要保证逆变器本身的安全运行，同时又要对负载提供可靠的保护。 随着电力电子技术的发展，功率器件如IGBT、MOSFET等广泛应用于PWM变流电路中。对于任何固态的功率开关器件来讲，都具有一定的固有开通和关断时间，对于确定的开关器件，固有开通和关断时间内输入的信号是不可控的，称为开关死区时间，它引起开关死区效应，简称为死区效应。在电压型PWM逆变电路中，为避免同一桥臂上的开关器件直通，必须插入死区时间，这势必导致输出电压的误差。该误差是谐波的重要来源，它不但增加了系统的损耗，甚至还可能造成系统失稳。 随着电力电子技术的发展,逆变器主电路、控制电路发生了较大变化,其性能不断改善,当然,保护电路也应随之作相应完善。逆变器保护电路主要包括过压保护、过载(过流) 保护、过热保护等几个方面。 本文仅就保护复位电路与死区控制电路与的实现进行了分析和研究。 2 保护电路设计 较之电工产品，电力电子器件承受过电压、过电流的能力要弱得多，极短时间的过电压和过电流就会导致器件永久性的损坏。因此电力电子电路中过电压和过电流的保护装置是必不可少的，有时还要采取多重的保护措施。 2.1 死区控制电路的结构设计 死区控制电路的电路拓扑结构如图所示，其主要功能是确保主电路中的开关管S1、S2
不能同时导通。死区电路的波形图如图1所示，从图中可以明显地看出开关管S1和S2的驱
动信号没有使S1与 S2同时导通的重叠部分，这就是两个主开关管之间存在所谓的“死区”。而通过改变HEF4528芯片的输出信号脉宽，就可以调节驱动信号的脉宽。（具体的方式是通过改变HEF4528芯片的外接RC电路的参数值实现的，如图2所示）如图3所示Rt、Ct
的值与输出脉宽的关系在本文中，选择电位器P2的阻值为10kΩ,电容C237的容值为
103pF，因此由图3可知，输出信号的脉宽大约为10μs 。 第2页
图1 死区电路调节电路的波形 C30.01uf
C20.01ufR3200R220054
U7B
4049
76U7C40491112U7E40491415U7F4049910U7D
4049
RC2C1A4B5CLR3Q6Q7VCC16GND8U8A4528C2371000pP210kS1STOPVCCVCCVCCRC14C15A12B11CLR13Q10Q9U8B4528C2381000pP310kS2STOPVCCVCC564VCC14GND7U9B4081123U9A4081To Sr2To Sr11289U10A40733456U10B4073En S1
En S2 图2 死区调节控制电路的结构 第3页
图3 Rt 、Ct的值与输出脉宽的关系 以逆变器的其中一个桥臂为例，进行分析死区时间的影响。假设负载为感应电机，如图4所示。
图4 逆变器一相桥臂的死区效应分析 在功率器件开通关断时，逆变器输出电压由于死区的影响在电流极性不同时会表现出不同的形式。当开通功率开关管(IGBT)VT2时，VT1必须关断，如果开通速度比关断速度快，将会在桥臂上产生直通电流而导致损坏器件，因此需要插入死区时间。由于是感性负载，输出电流i1通过续流二极管进行续流，二极管的导通取决于电流I1的方向。当I1>0时，有两种工作状态，正常工作状态时，桥臂的上管VT 1开通，VT 2关断，电流通过VT 1流向电机；而在死区时间内，VT 1、VT 2都关断，此时电流通过下管的续流二极管VD2完成续流，保持电流流向电机。当I<0时，同样也有两种工作状态：正常工作状态时，下管VT2开通，上管VT1关断，电流通过VT2形成通路；在死区时间工作状态时，VT1、VT2都关断，此时电流通过上管的续流二极管VD1完成续流，保持电流形成通路。 2.2 保护复位电路的结构设计 保护复位电路的电路拓扑结构如图5所示，它的主要功能是当驱动信号发生电路中的电流较大时，产生复位保护信号，即图中的STOP信号。下面简要介绍保护复位电路的基 第4页
本工作原理：保护复位电路的输入信号来自驱动信号发生电路的电流检测器ISENSOR。当流过ISENSOR的电流较大时，此时电阻R83两端的压降增大，运算放大器U18D的输出为高电平。由于双D型触发器4013的时钟和D信号引脚接地，则该触发器具有R-S触发器的功能。当运算放大器的输出为高电平时，即R引脚的信号为高电平，此时触发器被复位，触发器的输出端Q为低电平，即STOP信号为低电平。当STOP信号为低电平时，三输入与门U10A 4073（如图5所示）的输出被强制限定为低电平。而4013触发器的另一输出通过RC回路（如图中R98和E15）充电，当充电到一定时候，S引脚为高电平，根据触发器的功能表可见，STOP信号重新变成高电平，这时STOP信号对三输入与门的工作没有影响，实现了保护复位功能。通过选择合适的电阻、电容值,可以确定保护复位的时间，在本文中，选择电阻为750kΩ，电容为4.7μF使复位时间为1.5s。
C6102VCCE154.7uF/25VC55102R98750kD261N4148R851kR841kR835.1kC46105R812kC45102VCCD191N4148D181N4148U20TLP521-1GND1D5Q1CLK3Q2R4S6U19A4013OUISENSE-ISENSE+STOPOCOTDCOCP152k111013
U18D
LM139
图5 保护复位电路的结构 2.3 过电压的保护 2.3.1 过电压的产生 电源侧过电压电力电子设备一般都经变压器与交流电网连接，电源变压器的绕组与绕组、绕组与地之间都存在着分布电容，如图6 所示。变压器一般为降压型，即电源电压u 高于变压器次级电压。电源开关断开时，初、次级绕组均无电压，绕组间分布电容电压也为0；当电源合闸时，由于电容两端电压不能突变，电源电压通过电容加在变压器次级，使得变压器次级电压超出正常值，它所连接的电力电子设备将受到过电压的冲击。
图6 交流侧过电压 在进行电源拉闸断电时也会造成过电压，在通电的状态将电源开关断开将使激磁电流从一定的数值迅速下降到0，由于激磁电感的作用电流的剧烈变化将产生较大的感应电压，因为电压为Ldi/dt，在电感一定的情况下，电流的变化率越大，产生的过电压也越大。这 第5页
个电压的大小与拉闸瞬间电流的数值有关，在正弦电流的最大值时断开电源，产生的di/dt 最大，过电压也就越大。可见，合闸时出现的过电压和拉闸时出现的过电压其产生机理是完全不同的。 在电力电子设备的负载电路一般都为电感性，如果在电流较大时突然切除负载，电路中会出现过电压，熔断器的熔断也会产生过电压。另外电力电子器件的换相也会使电流迅速变化，从而产生过电压。上述过电压大都发生在电路正常工作的状态，一般叫做操作过电压。 雷电和其它电磁感应源也会在电力电子设备中感应出过电压，这类过电压发生的时间和幅度的大小都是没有规律的，是难以预测的。 2.3.2 过电压保护措施 2.3.2.1 阻容保护 过电压的幅度一般都很大，但是其作用时间一般却都很短暂，即过电压的能量并不是很大的。利用电容两端的电压不能突变这一特点，将电容器并联在保护对象的两端，可以达到过电压保护的目的，这种保护方式叫做阻容保护。起保护作用的电容一般都与电阻串联，这样可以在过电压给电容充电的过程中，让电阻消耗过电压的能量，还可以限制过电压时产生的瞬间电流。并且R 的接入还能起到阻尼作用，防止保护电容和电路的电感所形成的寄生振荡。图7为电源侧阻容保护原理图。图（a）为单相阻容保护电路，图（b）、（c）为三相阻容保护电路，RC网络接成星型，如图（b）；也可以接成三角形，如图（c）。电容越大，对过电压的吸收作用越明显。在图7中，图（a）为单相阻容保护，阻容网络直接跨接在电源端，吸收电源过电压。图7（b）为接线形式为星型的三相阻容保护电路，平时电容承受电源相电压，图7（c）为接线形式为三角型的三相阻容保护电路，平时电容承受电源相电压。显然，三角型接线方式电容的耐压要为星型接线的3倍。但是无论哪种接线，对于同一电路，过电压的能量是一样的，电容的储能也应该相同，所以星型接线的电容容量应为三角形的3倍。也就是说两种接线方式电容容量和耐压的乘积是相同的。
图 7 阻容保护 2.3.2.2 整流式阻容保护 阻容保护电路的RC直接接于线路之间，平时支路中就有电流流动，电流流过电阻必然要造成能量的损耗并使电阻发热。为克服这些缺点可采用整流式阻容RC保护电路，阻容式RC保护电路如图8所示。三相交流电经二极管整流桥变为脉动直流电，经R1给C 充电，电路正常工作无过电压时电容两端保持交流电的峰值电压，而后整流桥仅给电容回路提供微弱的电流，以补充电容放电所损失的电荷。由于与C并联的R2阻值很大，电容的放电非常慢，因此整流桥输出的电流也非常小。一旦出现过电压，过电压的能量被电容吸收，电容的容量足够大，可以保证此时电容电压的数值在允许范围之内，从而也使交流电压不超过规定值。过电压消失后，电容经R2放电使两端电压恢复到交流电正常时的峰值。由此可以看出，R2越大整个电路的功耗越小，但过电压过后电容电压恢复到正常值的时间也越长，因此大小受到两次过电压时间最小间隔的限制。