CN206820462U - 一种逆变器过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种逆变器过流保护电路，其包括逆变器，其包括光耦隔离电路、放大电路、整流电路、比较电路以及MCU，所述光耦隔离电路的输出端依次连接有放大电路、整流电路、比较器以及MCU，所述MCU的输出端与所述逆变器的输入端连接，本实用新型运用隔离光耦实现电流测量，并通过比较器与预设的基准参考电压进行比较，通过MCU关断，实现过流保护，其结构简单，采用全硬件设计，相应速度快，可靠性高。另外运用隔离光耦实现电流测量，测量精准，抗干扰能力好，能够广泛应用于中小功率逆变器中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种逆变器过流保护电路。
背景技术
随着电力电子技术的不断发展，尤其半导体器件不断更新换代，在马达驱动及工业变频等逆变器领域应用也越来越广。逆变器是一种将直流电转化为交流电的装置，一般利用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)原理控制半导体功率开关的接通或断开，进而控制输出电路与直流电路的接通或断开，再使所述输出电路经过滤波电路滤波即可得到预定频率的交流电。逆变器重要的重要程度不言而喻，逆变器的价格往往比较昂贵，针对逆变器的过流保护显得十分重要。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、安全性高的逆变器过流保护电路。
本实用新型所采用的技术方案是：一种逆变器过流保护电路，其包括逆变器，其包括光耦隔离电路、放大电路、整流电路、比较电路以及MCU，所述光耦隔离电路的输出端依次连接有放大电路、整流电路、比较器以及MCU，所述MCU的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述光耦隔离电路将逆变器输出的脉冲电流隔离转换成双极性脉冲电压信号，并输出至所述放大电路；所述放大电路将隔离转换后的双极性脉冲电压信号放大，并输出至整流电路，所述整流电路把放大后的双极性脉冲电压信号整流输出至比较电路，比较电路把整流后的电压信号与预设逆变器的硬件过流保护电压进行比较，输出信号MCU，MCU根据比较器输出信号控制逆变器的关断。
进一步，所述整流电路包括三相全波整流桥，所述三相全波整流桥的三相输入端口分别与所述逆变器的三相输出端口连接。
进一步，其还包括反相合并电路，所述反相合并电路用于将所述三相全波整流器的其中一路输出电压反向，并且与另一路输出合并输出到所述比较器的输入端。
进一步，所述反向合并电路包括第反向放大器、第一二极管以及第二二极管，所述三相全波整流器的一路输出电压通过第一二极管与所述比较电路的输入端连接，其另一输出电压通过反向放大器与所述比较电路的输入端连接。
进一步，所述比较电路包括比较器、基准电压支路以及反馈电阻，所述比较器的反向输入端与所述整流电路的输出端连接，所述比较器的正向输入端与所述基准电压支路的输出端连接，所述反馈电阻的一端与所述比较器的输出端连接，一端与所述比较器的正向输入端连接。
进一步，其还包括低通滤波电路，所述低通滤波电路的输入端与所述比较电路的输出端连接，其输出端与所述逆变器的输入端连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型运用隔离光耦实现电流测量，并通过比较器与预设的基准参考电压进行比较，通过MCU关断，实现过流保护，其结构简单，采用全硬件设计，相应速度快，可靠性高。另外运用隔离光耦实现电流测量，测量精准，抗干扰能力好，能够广泛应用于中小功率逆变器中。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
图1是本实用新型一具体实施例的电路框图；
图2是本实用新型一具体实施例中光耦隔离电路和放大电路的电路原理图。
图3是本实用新型一具体实施例中整流电路、反向合并电路以及比较电路的原理图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，一种逆变器过流保护电路，其包括逆变器，其包括光耦隔离电路、放大电路、整流电路、比较电路以及MCU，所述光耦隔离电路的输出端依次连接有放大电路、整流电路、比较器以及MCU，所述MCU的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述光耦隔离电路将逆变器输出的脉冲电流隔离转换成双极性脉冲电压信号，并输出至所述放大电路；所述放大电路将隔离转换后的双极性脉冲电压信号放大，并输出至整流电路，所述整流电路把放大后的双极性脉冲电压信号整流输出至比较电路，比较电路把整流后的电压信号与预设逆变器的硬件过流保护电压进行比较，输出信号MCU，MCU根据比较器输出信号控制逆变器的关断。
进一步作为优选的实施方式，所述整流电路包括三相全波整流桥，所述三相全波整流桥的三相输入端口分别与所述逆变器的三相输出端口连接。
进一步作为优选的实施方式，其还包括反相合并电路，所述反相合并电路用于将所述三相全波整流器的其中一路输出电压反向，并且与另一路输出合并输出到所述比较器的输入端。
进一步作为优选的实施方式，所述反向合并电路包括第反向放大器、第一二极管以及第二二极管，所述三相全波整流器的一路输出电压通过第一二极管与所述比较电路的输入端连接，其另一输出电压通过反向放大器与所述比较电路的输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述比较电路包括比较器、基准电压支路以及反馈电阻，所述比较器的反向输入端与所述整流电路的输出端连接，所述比较器的正向输入端与所述基准电压支路的输出端连接，所述反馈电阻的一端与所述比较器的输出端连接，一端与所述比较器的正向输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，其还包括低通滤波电路，所述低通滤波电路的输入端与所述比较电路的输出端连接，其输出端与所述逆变器的输入端连接。
以下针对各个模块的具体电路结构进行描述，以充分地阐述本实用新型的工作原理和有益效果。
如图2所示，所述光耦隔离电路包括隔离光耦U20，所述隔离光耦内部集成霍尔线性电流传感器，其型号为ACS712ELCTR-20A-T。所述放大路包括运算放大器U21B，反馈电阻R234、反馈电容C95，电阻R233、电阻R232、电阻R236、电阻R235,所述隔离光耦U15的输出VIOUT，通过电阻R233与运算放大器U21B的正向输入端连接，所述运算放大器U21B的方向输入端通过电阻R232与正向电平2.5V连接，所述反馈电阻R234一端与所述运算放大器的反向输入端连接，另一端与其输出端连接，构成反馈回路。所述反馈电容C95与所述反馈电阻R232并联,所述运算放大器U21B的输出端通过电阻R236与所述单极性转换电路的输入端连接，所述运算放大器U21B的正向输入端通过电阻R235与地连接。
工作原理：逆变器三相输出U、V、W，图中显示U相输出电流采样电路。0～20A(RMS)电流经隔离光耦U20的1、2脚流入，3、4脚流出，隔离光耦U15实现2.1kV(RMS)电气隔离，7脚输出电压信号，其幅值与光耦原边电流对应关系为100mV/A，再经运放放大器U21B放大转换Iu为-10.5V～+10.5V电压信号。调整电阻R234、电阻R235的阻值获得不同放大倍数，以满足不同功率等级驱动器(这里主要包括0.7kw～2.2kw)设计，十分方便。
如图3所示，所述整流电路包括三相全波整流桥由第三三极管D3、第四三极管D4、第五三极管D5组成，逆变器的三相输出经过光耦隔离电路和放大电路变换输出的三相正弦-10.5V～+10.5V电压信号Iu、Iv、Iw，经过第三三极管D3、第四三极管D4、第五三极管D5组成三相全波整流电路，整流成脉动的直流电压信号labsP、labsN。
所述反向合并电路包括第反向放大器U7B、电阻R37、第一二极管D1以及第二二极管D2，所述反馈电阻R37一端与所述反向放大器U7B的输出端连接，另一端与所述反向放大器U7B的反向输入端连接，所述第一二极管D1的正极与所述三相全波整流桥的输出端连接，其负极与所述比较电路的输入端连接，所述第二二极管D2的正极与所述反向放大器U7B的输出端连接，其负极与所述比较电路的输入端连接。
所述脉动的直流电压信号labsP通过第一二极管D 1与所述比较电路的输入端连接，其另一输出脉动的直流电压信号labsN通过反向放大器U7B反向输出信号labsN1，所述labsN1通过第二二极管D2与所述比较电路的输入端连接(其中labsN与labsP可互换)。
所述比较电路包括比较器U8A、基准电压支路以及反馈电阻R33，所述比较器U8A的反向输入端与所述第一二极管D1，第二二极管D2的负极连接，所述比较器的正向输入端与所述基准电压支路的输出端连接，所述反馈电阻R33的一端与所述比较器U8A的输出端连接，一端与所述比较器U8A的正向输入端连接。所述基准电压支路由电阻R32、电容C107、C108以及电源端构成，其中电源端可根据逆变器的过流包电压设定，本实施例中电源端采用的是正3V，其通过电阻R32与比较器U8A的正向输入端连接，另外通过并联的电容C107与C108与地连接。
工作原理：三相正弦-10.5V～+10.5V电压信号Iu、Iv、Iw，经过第三三极管D3、第四三极管D4、第五三极管D5组成三相全波整流电路，整流成脉动的直流电压信号labsP、labsN，反向合并电路将其反向合并输出至比较电路，与比较器U8与设定的基准电压(相当于逆变器设定的硬件过流保护点)进行比较，输出信号HOC，作为开关量输入进入MCU，MCU接收HOC低有效命令后，封锁PWM波关断IGBT，保护逆变器及电机马达，同时在LED数码管上显示出过流故障信息。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种逆变器过流保护电路，其包括逆变器，其特征在于：其包括光耦隔离电路、放大电路、整流电路、比较电路以及MCU，所述光耦隔离电路的输出端依次连接有放大电路、整流电路、比较器以及MCU，所述MCU的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述光耦隔离电路将逆变器输出的脉冲电流隔离转换成双极性脉冲电压信号，并输出至所述放大电路；所述放大电路将隔离转换后的双极性脉冲电压信号放大，并输出至整流电路，所述整流电路把放大后的双极性脉冲电压信号整流输出至比较电路，比较电路把整流后的电压信号与预设逆变器的硬件过流保护电压进行比较，输出信号MCU，MCU根据比较器输出信号控制逆变器的关断。
2.根据权利要求1所述的逆变器过流保护电路，其特征在于：所述整流电路包括三相全波整流桥，所述三相全波整流桥的三相输入端口分别与所述逆变器的三相输出端口连接。
3.根据权利要求2所述的逆变器过流保护电路，其特征在于：其还包括反相合并电路，所述反相合并电路用于将所述三相全波整流器的其中一路输出电压反向，并且与另一路输出合并输出到所述比较器的输入端。
4.根据权利要求3所述的逆变器过流保护电路，其特征在于：所述反向合并电路包括第一反向放大器、第一二极管以及第二二极管，所述三相全波整流器的一路输出电压通过第一二极管与所述比较电路的输入端连接，其另一输出电压通过反向放大器与所述比较电路的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的逆变器过流保护电路，其特征在于：所述比较电路包括比较器、基准电压支路以及反馈电阻，所述比较器的反向输入端与所述整流电路的输出端连接，所述比较器的正向输入端与所述基准电压支路的输出端连接，所述反馈电阻的一端与所述比较器的输出端连接，一端与所述比较器的正向输入端连接。
6.根据权利要求5述的逆变器过流保护电路，其特征在于：其还包括低通滤波电路，所述低通滤波电路的输入端与所述比较电路的输出端连接，其输出端与所述逆变器的输入端连接。
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| CN201720540344.0U CN206820462U (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种逆变器过流保护电路 |
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Cited By (1)
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| CN109617460A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-12 | 南京越博动力***股份有限公司 | 一种基于矢量控制的电机控制设备 |
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2017
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