一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路，包括霍尔传感器、交流信号采集和硬件限流电路，霍尔传感器将逆变电流转为电压信号，交流信号采集电路将电压信号进行整流，硬件限流电路将电压信号与基准电压比较，输出的Protect信号到MCU，进而控制逆变开关管的驱动输出；本实用新型专利技术与现有技术相比，其有益效果是：一旦逆变电流达到限流点，会快速关断逆变开关管的驱动，保护器件不受损坏，并且能够提供一定的滞回，确保等逆变电流降低一定程度，才重新给逆变开关管驱动，保证逆变电源正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路
本技术涉及一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路，具体来说是一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路。
技术介绍
三电平逆变器(或多电平逆变器)的结构不仅使系统对功率器件的耐压等级的要求有所降低，而且使得逆变器输出波形的谐波含量大为减少，随着高电压、大电流IGBT器件的出现，采用这种结构的逆变器的应用也就越来越广泛，目前，三电平逆变器己经成为了高电压、大功率逆变器的一个发展方向，为了使电源安全可靠地工作，电源需要多重保护电路，限流保护电路是其中非常重要的保护电路，当逆变电路中的任何一部分发生过流，立即关闭驱动输出，消除过流，保护电源器件不受到损坏。现有使用软件保护的方法，具体是通过单片机程序对负载电流进行检测，然后根据检测的结果进行电源的开关控制，这种方法首先需要设计精密的测流电路，设计成本较高，其次软件保护的响应时间不够迅速，因此这种保护并不可靠。
技术实现思路
为了解决现有软件保护设计成本高，响应时间不够迅速的问题，本技术提供一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路，该电路结构简单，响应快速，能够很好的保护器件。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路，其特征在于包括运算放大器IC1，比较器IC2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，二极管D1、D2、D3，电流采样电压INV_I，+15V电源，+3.3V电源，基准电压Vref；电流采样电压INV_I连接到电阻R1，电阻R1连接到IC1的负输入端和电阻R3，电阻R2一端连接GND，另一端连接到IC1的正输入端，IC1输出端连接到二极管D1的A极，二极管D1的K极连接到电阻R3和电阻R4，电阻R4连接到IC2的负输入端，基准电压Vref连接到电阻R5，电阻R5连接到IC2的正输入端和电阻R6，+15V电源连接到电阻R7，电阻R6和电阻R7的连接端连接到IC2的输出端和二极管D2的A极，二极管D2的K极分别连接到二极管D3的A极、电阻R8和输入到MCU中的Protect信号，二极管D3的K极连接到+3.3V电源，电阻R8连接到GND。优选的，所述运算放大器IC1选用型号是TL074BCDR。优选的，所述比较器IC2选用型号是LM239。本技术与现有技术相比，其有益效果是：一旦逆变电流达到限流点，会快速关断逆变开关管的驱动，保护器件不受损坏，并且能够提供一定的滞回，确保等逆变电流降低一定程度，才重新给逆变开关管驱动，保证逆变电源正常工作。附图说明图1为本技术的三电平逆变电源工作框图；图2为本技术的硬件限流电路原理图。具体实施方式为使对本技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：如图1所示，是三电平逆变电源工作框图，包括直流输入、三电平逆变器、输出滤波器、霍尔传感器、交流信号采样、硬件限流电路、PWM调制。如图2所示，本实施例提供的一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路（本实施例中简称硬件限流电路），包括运算放大器IC1，比较器IC2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，二极管D1、D2、D3，电流采样电压INV_I，+15V电源，+3.3V电源，基准电压Vref；电流采样电压INV_I连接到电阻R1，电阻R1连接到IC1的负输入端和电阻R3，电阻R2一端连接GND，另一端连接到IC1的正输入端，IC1输出端连接到二极管D1的A极，二极管D1的K极连接到电阻R3和电阻R4，电阻R4连接到IC2的负输入端，基准电压Vref连接到电阻R5，电阻R5连接到IC2的正输入端和电阻R6，+15V电源连接到电阻R7，电阻R6和电阻R7的连接端连接到IC2的输出端和二极管D2的A极，二极管D2的K极分别连接到二极管D3的A极、电阻R8和输入到MCU中的Protect信号，二极管D3的K极连接到+3.3V电源，电阻R8连接到GND。本实施例的工作原理：所述硬件限流电路在逆变电路出现过流时，能快速的关掉逆变开关管的驱动，达到保护器件的作用；具体的是利用霍尔传感器采样三电平逆变电路的电感电流，转化为的电压就是INV_I，INV_I是一个正负半周的电压波形，运算放大器IC1型号是TL074BCDR，通过交流信号采集电路中的IC1和二极管D1，IC1输出将INV_I波形转为全为正的电压波形，比较器IC2型号是LM239，IC2的正输入端是一基准电压Vref，IC1的输出电压与Vref比较，当逆变电路电流没有超过限流值，即IC2的正输入值大于负输入端值，IC2输出Protect信号为高电平，大小为电阻R7、电阻R8对+15V电源的分压，MCU接受Protect信号为低电平，不会影响逆变开关管的驱动；当逆变电路电流超过限流值，即IC2的正输入值小于负输入端值，IC2输出Protect信号为低电平，MCU接受Protect信号为低电平，会立刻关断逆变开关管的驱动，而且电阻R6为逆变限流点提供了滞回，当逆变电流降低到滞回点，会再次给逆变开关管驱动，逆变电源重新输出。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点，本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内；本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路，其特征在于包括运算放大器IC1，比较器IC2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，二极管D1、D2、D3，电流采样电压INV_I，+15V电源，+3.3V电源，基准电压Vref；电流采样电压INV_I连接到电阻R1，电阻R1连接到IC1的负输入端和电阻R3，电阻R2一端连接GND，另一端连接到IC1的正输入端，IC1输出端连接到二极管D1的A极，二极管D1的K极连接到电阻R3和电阻R4，电阻R4连接到IC2的负输入端，基准电压Vref连接到电阻R5，电阻R5连接到IC2的正输入端和电阻R6，+15V电源连接到电阻R7，电阻R6和电阻R7的连接端连接到IC2的输出端和二极管D2的A极，二极管D2的K极分别连接到二极管D3的A极、电阻R8和输入到MCU中的Protect信号，二极管D3的K极连接到+3.3V电源，电阻R8连接到GND。

【技术特征摘要】
1.一种基于三电平逆变电源硬件限流保护电路，其特征在于包括运算放大器IC1，比较器IC2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，二极管D1、D2、D3，电流采样电压INV_I，+15V电源，+3.3V电源，基准电压Vref；电流采样电压INV_I连接到电阻R1，电阻R1连接到IC1的负输入端和电阻R3，电阻R2一端连接GND，另一端连接到IC1的正输入端，IC1输出端连接到二极管D1的A极，二极管D1的K极连接到电阻R3和电阻R4，电阻R4连接到IC2的负输入端，基准电压Vref连接到电阻R5，电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：向伟炜，丁梦亭，刘梦菲，徐杰，胡龙应，陆学军，万静龙，
申请(专利权)人：安徽博微智能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34