一种直流母线电压的检测和保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直流母线电压的检测和保护电路，包括在待测直流母线正负极之间串联接入至少两个电阻，其中与直流母线负极端连接的电阻为采样电阻，其余电阻为分压电阻，且采样电阻的两端输出测量电压VDCM；测量电压连接滤波电路，滤波电路连接一个模拟隔离芯片，模拟隔离芯片连接差分放大及转换电路；其中模拟隔离芯片输出倍数增益或者单位增益的模拟信号；所述差分放大及转换电路输出信号直接连接控制器或模数转换芯片。解决了现有的直流母线电压检测方案成本高，误差和延时较大的问题。

A detection and protection circuit for DC bus voltage

The utility model discloses a detection and protection circuit for DC bus voltage, which includes at least two resistors connected in series between the positive and negative poles of the DC bus, of which the resistance of the negative extreme connection with the DC bus is the sampling resistance, the other resistance is the voltage divider, and the measurement voltage VDCM is measured at both ends of the electrical impedance. A voltage connected filter circuit, a filter circuit connected to an analog isolation chip, analog isolation chip connection differential amplification and conversion circuit; analog isolation chip output multiplier gain or unit gain analog signals; the differential amplifier and conversion circuit output signal directly connected to the controller or analog digital conversion chip. The existing DC bus voltage detection scheme solves the problems of high cost, large error and delay.

【技术实现步骤摘要】
一种直流母线电压的检测和保护电路
本技术属于电力电子
，涉及一种直流母线电压的检测和保护电路。
技术介绍
电力电子产品如逆变器、变流器、电机驱动、变频器等，通常需要检测直流母线电压，电压信号反馈至控制单元，针对具体的电压值以及变化情况，需要对输出的控制做相应的调整。同时，针对电压的保护也需要准确的电压采样来实现。对于交流或直流的强电电压检测，一般采取电压互感器，电压霍尔传感器等标准器件，根据电压及输出类型来选择，还有采取以直流母线为输入的，内部辅助电源变压器单独绕组输出电压做检测方案，将绕组输出电压设计为与输入电压关联，再通过电压的幅值变换得到最终的检测电压。
技术实现思路
本技术提供了一种直流母线电压的检测和保护电路；解决了现有的直流母线电压检测方案成本高，误差和延时较大的问题。本技术的技术方案是：一种直流母线电压的检测和保护电路，包括在待测直流母线正负极之间串联接入至少两个电阻，其中与直流母线负极端连接的电阻为采样电阻，其余电阻为分压电阻，且采样电阻的两端输出测量电压；测量电压连接滤波电路，滤波电路连接一个模拟隔离芯片，模拟隔离芯片连接差分放大及转换电路；其中模拟隔离芯片输出倍数增益或者单位增益的模拟信号；所述差分放大及转换电路输出信号直接连接控制器或模数转换芯片。更进一步的，本技术的特点还在于：其中分压电阻有多个，采样电阻为1个。其中模拟隔离芯片为带有模数转换的隔离芯片。其中模拟隔离芯片为ACPL-790X或ACPL-C87X。其中差分信号放大及转换电路包括集成运放芯片及四个电阻。其中差分信号放大及转换电路还包括两个用于对输出信号滤波的电容。其中差分信号放大及转换电路的输出信号直接连接比较器。与现有技术相比，本技术的有益效果是：针对不同的电压采样，能够涉及不同数量的分压电阻及其电阻值，并且不会增加外的成本；采样电阻根据采样的电压值设计，产生的损耗小；模拟隔离芯片能够满足隔离的需求，同时具有较好的动态响应性能；输出的差分放大及转换电路能够灵活的调整输出的电压幅值，得到所需的电压范围。更进一步的，分压电阻设置多个，能够避免因为分压电阻数量过少而因此电压过载，从而造成电压对分压电阻击穿。更进一步的，带模数转换的模拟隔离芯片，其输出为数字信号，能够满足在较强干扰的环境下使用的需求，并且能够传输较长的距离，在大型的产品或设备中使用时，不容易收到干扰，从而不会导致采样故障或影响精度。更进一步的，ACPL-790X或ACPL-C87X芯片能够满足隔离的需求，以及采样信号的增益需求。更进一步的，通过增加电容，对输出信号进行滤波；同时直接接入比较器芯片，并且通过设计比较器的阈值，在一定的输入电压下，是比较器产生输出电压的跳变，从而实现过压或者欠压的保护功能，这种保护机制不用经过控制器或者模数转换芯片，因此相应更快，保护更及时。附图说明图1为本技术的电路结构图；图2为本技术中差分放大电路的另一结构图。图中：R为电阻，C为电容；U1为模拟隔离芯片；U2为集成运放芯片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术的技术方案进一步说明。本技术提供了一种直流母线电压的检测和保护电路，如图1所示，包括连接在变频器直流母线正负极之间的分压电阻和采样电阻，分压电阻和采样电阻为串联设置；其中采样电阻的一端与直流母线负极连接，另一端连接分压电阻；因此采用电阻的两端输出测量电压VDCM；输出的测量电压与滤波电路连接，滤波电路连接一个隔离运算放大电路，隔离运算放大电路连接一个差分运算放大及转换电路；差分运算放大及转换电路连接控制器或模数转换芯片。优选的，分压电阻为多个，且如图1所示，分压电阻为串联的n个电阻，采样电阻为一个电阻RM,且采样电阻的一端连接直流母线的负极，另一端连接分压电阻，因此采样电阻两端输出的测量电压VDCM，并且直流母线正负极之间的电压VDC与VDCM,之间的关系为：测量电压VDCM经过电阻RL和电容CL组成的滤波电路输入至模拟隔离芯片U1，其中电阻RL和电容CL的取值，需要根据测量电压的大小、干扰强度和需要的动态响应来设计，并且满足上述需求；模拟隔离芯片U1将输入的测量电压信号通过隔离变换输出一定幅值的模拟信号，根据芯片类型的不同，模拟隔离芯片U1输出具有一定倍数的增益或者单位增益。优选的模拟隔离芯片U1选择ACPL-790X或ACPL-C87X。其中模拟隔离芯片U1输出为差分信号VD，因此连接一个差分放大及转换电路，该电路包括四个电阻R1-R4和集成运放芯片U2，如图1或2所示的差分放大及转换电路，其中电阻R1＝R3,R2＝R4，差分放大及转换电路的输出为VO，其中VD和VO的关系如下；其中R1-R4的阻值能够根据采样电压的范围以及控制器可以接受的模拟信号的范围来设计。在不需要放大时，四个电阻采用相同的阻值，并且最终输出的电压信号VO能够直接输出至控制器或者模数转换芯片，完成采样的控制功能。优选的，模拟隔离芯片U1选择可为带有模数转换的隔离芯片，因此，其输出为数字信号，能够满足在较强干扰环境下的使用需求，并且能够传输较长的距离，在较大型的产品或设备中使用时不容易受到干扰，导致采用故障或者精度受到影响。差分放大及转换电路还能够变换为如图2所示的电路，图中在电阻R4和电阻R2处分别增加电容C2和电容C1，用于满足对输出信号的滤波要求。因此，在该差分放大及转换电路上直接接入比较器芯片，并且根据比较器芯片阈值的设计，在一定的输入电压下，使比较器芯片产生输出电压的跳变，从而实现过压或欠压的保护功能，这种保护因为不经过控制器的A/D转换，从而相应更快、保护更及时。本技术中，如图1所示的差分放大及转换电路能够直接连接转换器或者模数转换芯片；如图2所示的差分放大及转换电路能够直接连接转换器、模数转换芯片或比较器芯片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流母线电压的检测和保护电路，其特征在于，包括在待测直流母线正负极之间串联接入至少两个电阻，其中与直流母线负极端连接的电阻为采样电阻，其余电阻为分压电阻，且采样电阻的两端输出测量电压；测量电压连接滤波电路，滤波电路连接一个模拟隔离芯片，模拟隔离芯片连接差分放大及转换电路；所述模拟隔离芯片输出倍数增益或者单位增益的模拟信号；所述差分放大及转换电路输出信号直接连接控制器或模数转换芯片。

【技术特征摘要】
1.一种直流母线电压的检测和保护电路，其特征在于，包括在待测直流母线正负极之间串联接入至少两个电阻，其中与直流母线负极端连接的电阻为采样电阻，其余电阻为分压电阻，且采样电阻的两端输出测量电压；测量电压连接滤波电路，滤波电路连接一个模拟隔离芯片，模拟隔离芯片连接差分放大及转换电路；所述模拟隔离芯片输出倍数增益或者单位增益的模拟信号；所述差分放大及转换电路输出信号直接连接控制器或模数转换芯片。2.根据权利要求1所述的直流母线电压的检测和保护电路，其特征在于，所述分压电阻有多个，采样电阻为1个。3.根据权利要求1所述的直流母线电压的检测和保护电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁钥，马鑫，蔡剑，
申请(专利权)人：西安西驰电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61