CN209542782U - 一种放电电路故障检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种放电电路故障检测装置,包括二极管D1、功率器件Q1、分压电阻R2与R3、故障判断装置U1,以及控制单元M1。R1与Q1串联后与正负母线U+、U‑并联;D1并联在R1的两端;R2与R3串联后与R1的一端和负母线U‑并联;U1的输入端连接R2与R3之间的OUT1输出点,其输出端连接M1。M1发送Q1闭合、断开指令,U1根据OUT1的分压电压值VOUT1判断Q1是否发生短路或者断路故障而通知M1。该装置结构简单,能够及时检测出放电电路故障反馈至控制单元,防止硬件设备受损坏。
Description
技术领域
本实用新型属于电子电路技术领域,尤其涉及一种放电电路故障检测装置。
背景技术
电机驱动器如果需要进行四象限运行时,在制动发电状态下,由于电流反灌回电容,母线电压会升高,此时需要放电回路将这部分能量释放。常用的放电电路通过放电电阻消耗多余能量,如果不需要放电时,放电回路需要被断开。如果放电电路出现故障,会造成放电回路在需要放电时不能及时放电,可能会损坏驱动器硬件,或者让驱动器母线电压过高而报警。
但是,常规的放电回路基本没有故障判断装置,一般是通过判断功率器件的驱动芯片检测功率器件是否出现故障,这种方式需要用专用的驱动芯片,成本较高,也有采用检测放电回路电流的方式,这种方式需要增加电流采样电阻或电流霍尔传感器以采集电流信号,并增加模拟放大电路放大采集到的电流信号以及隔离电路,电路复杂,硬件成本高。
实用新型内容
针对上述技术现状,本实用新型旨在提供一种放电电路故障检测装置,能够及时检测出放电电路故障反馈至控制单元M1,以便于控制单元M1能够及时处理,防止硬件设备受损坏。
为了实现上述技术目的,本实用新型提供的技术方案为:一种放电电路故障检测装置,包括二极管D1、功率器件Q1、分压电阻R2与R3、故障判断装置 U1,以及控制单元M1;
放电电阻R1的两端分别为A端与B端;
放电电阻R1与功率器件Q1串联后与正负母线U+、U-并联,即,放电电阻 R1的B端连接正母线U+,放电电阻R1的A端与功率器件Q1的一端与相连接,功率器件Q1的另一端与负母线U-相连;
二极管D1并联在放电电阻R1的两端;
分压电阻R2与R3串联后与放电电阻R1的A端和负母线U-并联,即,分压电阻R2的一端与放电电阻R1的A端相连,分压电阻R2的另一端与分压电阻R3的一端相连,分压电阻R3的另一端与负母线U-相连;
OUT1为分压电阻R2与R3之间的输出点,其与U1的输入端相连,U1的输出端连接控制单元M1。
所述放电电阻R1主要用于释放母线上的多余能量。
所述二极管D1的主要作用为续流。
所述功率器件Q1可以是不带寄生二极管的晶体管或者带寄生二极管的晶体管。所述晶体管可以是IGBT或者MOSFET。所述功率器件Q1的主要作用是通断放电回路。当功率器件Q1导通时,放电电阻R1、功率器件Q1与正负母线U+、 U-形成回路,母线上的多余能量能够释放;当功率器件Q1断开时,则该回路断开,此时母线上的多余能量无法被释放。
母线电压通过电阻R1、R2、R3进行分压,故障判断装置U1通过输出点OUT1 获得所需要的分压电压值VOUT1,当Q1断开时,VOUT1=(U+-U-)×R3/ (R1+R2+R3);当Q1闭合时,Q1近似为一根导线,此时VOUT1=V1,V1≥0 并且使一个很小的电压值。故障判断装置U1根据该电压值VOUT1判断功率器件 Q1是否发生短路或者断路故障,具体判断方法如下:
控制单元M1发送Q1闭合指令,此时分压电压值VOUT1应该是小于或者等于V1,如果故障判断装置U1检测到VOUT1=(U+-U-)×R3/(R1+R2+R3),则判断Q1发生断路故障并通知控制单元M1。控制单元M1对该故障进行相应处理。
控制单元M1发送Q1断开指令,此时分压电压值VOUT1的电压值VOUT1应该是(U+-U-)×R3/(R1+R2+R3),如果故障判断装置U1检测到VOUT1小于或者等于V1,则判断Q1发生短路并通知控制单元M1。控制单元M1对该故障进行相应处理。
所述分压电阻R2、R3分别可以由多个子电阻组成。例如,所述分压电阻R2 可以由n个子电阻串联组成,即,R2_1、R2_2、……、R2_n串联组成,n≥2。所述分压电阻R3可以由m个子电阻串联组成,即,R3_1、R3_2、……、R3_m 串联组成,m≥2。在这种情况下,母线电压通过电阻R2_1、R2_2、……、R2_n、R3_1、R3_2、……、R3_m进行分压,故障判断装置U1通过输出点OUT1 获得所需要的分压电压值VOUT1。当Q1断开时,VOUT1=(U+-U-)× (R3_1+R3_2+……+R3_m)/(R1+R2_1+R2_2+……+R2_n+R3_1+R3_2+…… +R3_m);当Q1闭合时,Q1近似为一根导线,此时VOUT1=V1,V1≥0并且使一个很小的电压值。
故障判断装置U1根据该电压值VOUT1判断功率器件Q1是否发生短路或者断路故障,具体判断方法如下:
控制单元M1发送Q1闭合指令,正常情况下Q1闭合,分压电压值VOUT1≤ V1,若故障判断装置U1实际检测到VOUT1=(U+-U-)×(R3_1+R3_2+……+R3_m) /(R1+R2_1+R2_2+……+R2_n+R3_1+R3_2+……+R3_m),则判断Q1发生断路故障并通知控制单元M1。控制单元M1对该故障进行相应处理。
控制单元M1发送Q1断开指令,正常情况下Q1断开,此时分压电压值VOUT1的电压值VOUT1=(U+-U-)×(R3_1+R3_2+……+R3_m)/(R1+R2_1+R2_2+…… +R2_n+R3_1+R3_2+……+R3_m),若故障判断装置U1实际检测到VOUT1≤V1,则判断Q1发生短路并通知控制单元M1。控制单元M1对该故障进行相应处理。
与现有技术相比,本实用新型的放电电路故障检测装置采用较少的器件,能够判断放电电路是否发生短路或者断路的故障,降低了硬件的成本,使控制单元能够及时获知故障并作出相应的处理,保证驱动器硬件不损坏,提高了驱动器的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例1中放电电路故障检测电路。
图2是本实用新型实施例2中放电电路故障检测电路。
图3是本实用新型实施例3中放电电路故障检测电路。
具体实施方式
下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步详细描述,需要指出的是,以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解,而对其不起任何限定作用。
实施例1:
放电电路故障检测装置如图1所示,放电电阻R1的两端分别为A端与B端,功率器件Q1是带寄生二极管的IGBT或者MOSFET,放电电阻R1与功率器件Q1 串联后与正负母线U+、U-并联。二极管D1并联在放电电阻R1的两端。分压电阻R2与R3串联后与放电电阻R1的A端和负母线U-并联。OUT1为分压电阻R2 与R3之间的输出点,OUT1与U1的输入端相连,U1的输出端连接控制单元 M1。
放电电阻R1主要用于释放母线上的多余能量。二极管D1的主要作用为续流。功率器件Q1主要作用是通断放电回路,当功率器件Q1导通时,放电电阻 R1、功率器件Q1与正负母线U+、U-形成回路,母线上的多余能量能够释放;当功率器件Q1断开时,则该回路断开,此时母线上的多余能量无法被释放。
母线电压通过电阻R1、R2、R3进行分压,故障判断装置U1通过输出点OUT1 获得所需要的分压电压值VOUT1。当Q1断开时,VOUT1=(U+-U-)×R3/ (R1+R2+R3);当Q1闭合时,Q1近似为一根导线,此时VOUT1=V1,V1≥0 并且使一个很小的电压值。
故障判断装置U1根据电压值VOUT1判断功率器件Q1是否发生短路或者断路故障,具体判断方法如下:
控制单元M1发送Q1闭合指令,正常情况下Q1闭合,分压电压值VOUT1≤ V1,若故障判断装置U1实际检测到VOUT1=(U+-U-)×R3/(R1+R2+R3),则判断Q1发生断路故障并通知控制单元M1,控制单元M1将对该故障进行相应处理。
控制单元M1发送Q1断开指令,正常情况下Q1断开,此时分压电压值VOUT1的电压值VOUT1=(U+-U-)×R3/(R1+R2+R3),若故障判断装置U1实际检测到VOUT1≤V1,则判断Q1发生短路并通知控制单元M1,控制单元M1将对该故障进行相应处理。
实施例2:
放电电路故障检测装置如图2所示,与实施例1中的放电电路故障检测装置基本相同,所不同给的是本实施例中,功率器件Q1是不带寄生二极管的IGBT 或者MOSFET。
本实施例中,故障判断装置U1根据电压值VOUT1判断功率器件Q1是否发生短路或者断路故障,具体判断方法与实施例1中的判断方法相同。
实施例3:
放电电路故障检测装置如图3所示,与实施例1中的放电电路故障检测装置基本相同,所不同给的是本实施例中,分压电阻R2由n个子电阻,即,R2_1、 R2_2、……、R2_n组成,n≥2,分压电阻R3由m个子电阻,即,R3_1、R3_2、……、 R3_m组成,m≥2。
本实施例中,母线电压通过电阻R2_1、R2_2、……、R2_n、R3_1、R3_2、……、 R3_m进行分压,故障判断装置U1通过输出点OUT1获得所需要的分压电压值 VOUT1。当Q1断开时,VOUT1=(U+-U-)×(R3_1+R3_2+……+R3_m)/(R1+ R2_1+R2_2+……+R2_n+R3_1+R3_2+……+R3_m);当Q1闭合时,Q1近似为一根导线,此时VOUT1=V1,V1≥0并且使一个很小的电压值。
故障判断装置U1根据电压值VOUT1判断功率器件Q1是否发生短路或者断路故障,具体判断方法如下:
控制单元M1发送Q1闭合指令,正常情况下Q1闭合,分压电压值VOUT1≤ V1,若故障判断装置U1实际检测到VOUT1=(U+-U-)×(R3_1+R3_2+……+R3_m) /(R1+R2_1+R2_2+……+R2_n+R3_1+R3_2+……+R3_m),则判断Q1发生断路故障并通知控制单元M1,控制单元M1将对该故障进行相应处理。
控制单元M1发送Q1断开指令,正常情况下Q1断开,此时分压电压值VOUT1的电压值VOUT1=(U+-U-)×(R3_1+R3_2+……+R3_m)/(R1+R2_1+R2_2+…… +R2_n+R3_1+R3_2+……+R3_m),若故障判断装置U1实际检测到VOUT1≤ V1,则判断Q1发生短路并通知控制单元M1,控制单元M1将对该故障进行相应处理。
以上所述的实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种放电电路故障检测装置,其特征是:包括二极管D1、功率器件Q1、分压电阻R2与R3、故障判断装置U1,以及控制单元M1;
放电电阻R1的两端分别为A端与B端;
放电电阻R1与功率器件Q1串联后与正负母线U+、U-并联;
二极管D1并联在放电电阻R1的两端;
分压电阻R2与R3串联后与放电电阻R1的A端和负母线U-并联;
OUT1为分压电阻R2与R3之间的输出点,其与U1的输入端相连,U1的输出端连接控制单元M1。
2.如权利要求1所述的放电电路故障检测装置,其特征是:所述功率器件Q1是不带寄生二极管的晶体管,或者带寄生二极管的晶体管。
3.如权利要求2所述的放电电路故障检测装置,其特征是:所述晶体管是IGBT或者MOSFET。
4.如权利要求2所述的放电电路故障检测装置,其特征是:所述分压电阻R2由n个子电阻串联组成,即,R2_1、R2_2、……、R2_n串联组成,n≥2;所述分压电阻R3由m个子电阻串联组成,即,R3_1、R3_2、……、R3_m串联组成,m≥2。
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CN201822160855.7U CN209542782U (zh) | 2018-12-22 | 2018-12-22 | 一种放电电路故障检测装置 |
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CN109444722A (zh) * | 2018-12-22 | 2019-03-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种放电电路故障检测装置及其检测故障的方法 |
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