一种利用开关电源进行变频器制动的电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种利用开关电源进行变频器制动的电路，包括PWM驱动芯片，母线电压通过保护电路连接两级放大电路的输入端，两级放大电路的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的基极连接PWM驱动芯片的补偿引脚Comp，震荡电路连接PWM驱动芯片的电压参考引脚VREF和震荡频率引脚Osc，PWM驱动芯片的输出端Vout引脚通过驱动电路连接IGBT管Q1的栅极，IGBT管Q1的漏极通过制动电路连接保护电路，IGBT管Q1的源极连接电流传感器F的电流输入端，电流传感器F的输出端接地。本方案直接将母线电压作为电压环反馈，同时本方案采用电源芯片产生PWM驱动波形，频率固定可调；反馈环路简单可靠，易于实现。

A Circuit for Frequency Converter Braking Using Switching Power Supply

The utility model discloses a circuit which uses switching power supply to brake the converter, including a PWM driver chip, bus voltage connecting the input end of the two-stage amplifier circuit through a protective circuit, output end of the two-stage amplifier circuit connecting the base of the transistor Q2, compensation pin Comp of the transistor Q2 connecting the PWM driver chip, and voltage reference lead of the oscillator circuit connecting the PWM driver chip. Foot VREF and Osc oscillation frequency pin, output Vout pin of PWM driver chip connect gate of IGBT Q1 through drive circuit, leakage of IGBT Q1 connects protection circuit through brake circuit, source of IGBT Q1 connects current input end of current sensor F, output end of current sensor F is grounded. In this scheme, bus voltage is directly used as feedback of voltage loop, and power chip is used to generate PWM driving waveform with adjustable frequency. The feedback loop is simple, reliable and easy to implement.

【技术实现步骤摘要】
一种利用开关电源进行变频器制动的电路
本技术属于电路
，具体涉及一种利用开关电源进行变频器制动的电路。
技术介绍
在变频调速系统中，降速的基本方法就是通过逐步降低给定频率来实现。当拖动系统的惯性较大，电机的转速的下降将跟不上电机同步转速的下降，即电机的实际速度比其同步速度高，此时电机转子绕组切割旋转磁场磁力线的方向和电机恒速运行时正好相反，转子绕组的感应电动势和电流的方向也都相反，所产生的电磁转矩也就和电机旋转方向相反，电动机将出现负转矩，此时的电动机实际为发电机，系统处于再生制动状态，将拖动系统的动能回馈到变频器直流母线上，使直流母线电压不断上升，甚至达到危险的地步(变频器损坏等)。
技术实现思路
：本技术的目的是提供一种利用开关电源进行变频器制动的电路，解决
技术介绍
中存在的问题，且反馈环路简单可靠，易于实现。为了实现上述目的，本技术的技术方案为：一种利用开关电源进行变频器制动的电路，包括PWM驱动芯片，母线电压通过保护电路连接两级放大电路的输入端，两级放大电路的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的基极连接PWM驱动芯片的补偿引脚Comp，震荡电路连接PWM驱动芯片的电压参考引脚VREF和震荡频率引脚Osc，PWM驱动芯片的输出端Vout引脚通过驱动电路连接IGBT管Q1的栅极，IGBT管Q1的漏极通过制动电路连接保护电路，IGBT管Q1的源极连接电流传感器F的电流输入端，电流传感器F的输出端接地，电流传感器的电压输出端连接电阻R21，电阻R21的一端接地，另一端连接PWM驱动芯片的电流取样引脚Sense。较佳地，PWM驱动芯片的反馈输入引脚Vfb通过下拉电阻R13接地。较佳地，保护电路包括保护电阻R3和滤波电容C1，保护电阻R3的一端连接母线电压正极，另一端连接两级放大电路的输入端，滤波电容C1的两端分别连接母线电压的正负极。较佳地，两级放大电路包括运算放大器X1和运算放大器X2，运算放大器X1的正极输入端通过电阻R4和保护电路的保护电阻R3连接母线电压的正极，运算放大器X1的负极输入端通过电阻R6连接母线电压的负极，运算放大器X1的输出端和负极输入端之间设有反馈电路；运算放大器X2的负极输入端通过电阻R15连接运算放大器X1的输出端，运算放大器X2的正极输入端通过电阻R16连接基准电压源，运算放大器X2的输出端和负极输入端之间设有串联的电阻R14和电容C2；运算放大器X2的输出端通过串联的电阻R12和电阻R11接地，电阻R12和电阻R11的公共点作为两级放大电路的输出端连接三极管Q2的基极；反馈电路包括并联的电阻R10和电阻R22。较佳地，PWM驱动芯片的型号为UC3843较佳地，运算放大器的正极输入端设有与电阻R4并联的第一前馈电路，运算放大器的负极输入端分别设有与电阻R6并联的第二前馈电路；第一前馈电路包括串联的电容C5和电阻R17，第二前馈电路包括串联的电容C7和电阻R18。较佳地，震荡电路包括电阻R7、电容C4和电容C14，电阻R7的一端连接电压参考引脚VREF和电容C14的一端，电阻R7的另一端连接震荡频率引脚Osc和电容C4的一端，电容C4的另一端连接电容C14的另一端。较佳地，制动电路包括并联的R2和二极管D1。较佳地，驱动电路包括电阻R1、三极管Q3、三极管Q4、电阻R9和电阻R19；电阻R1的一端连接PWM驱动芯片输出端Vout引脚，电阻R1的另一端连接三极管Q3和三极管Q4的基极，三极管Q3的发射极和三极管Q4的发射极分别通过电阻R9和电阻R19连接IGBT管Q1的栅极；三极管Q3的基极连接供电电源，三极管Q4的基极接地。较佳地，电阻R21通过滤波电路连接PWM驱动芯片的电流取样引脚Sense，滤波电路包括电阻R5和电容C6。本技术的有益效果在于：本方案直接将母线电压作为电压环反馈，同时本方案采用电源芯片产生PWM驱动波形，频率固定可调；反馈环路简单可靠，易于实现。而且该电路结构具有PWM驱动芯片内部的电流环与外部的电压环双环控制，母线电压值波动小等优点。本技术针对实际应用中制动单元成本较高，电路结构复杂，提出的一种成本低，无需软件设计，电路结构简单，安全可靠的，具有实际应用价值的解决方案。本技术目前的实现方式为，一种利用电流模式PWM芯片UC3843进行变频器制动控制的电路，当母线电压没有达到预设门限电压值时，UC3843的反馈输出引脚1脚被拉低，PWM芯片不输出PWM波形，IGBT处于断开状态，对主回路无影响；当母线电压超过预设门限电压值时，UC3843的反馈输出引脚1脚被升高，UC3843的6脚输出PWM驱动信号控制IGBT的开通，主回路导通，母线电压通过制动电阻放电，母线电压维持在设定电压。本技术的关键是将母线电压采样信号经过运放处理与基准电压进行比较积分后的结果为外环控制，该信号经过二极管及电阻降压后作为电流环采样信号进行比较的基准，从而实现了双环控制母线电压的制动。附图说明图1为本技术实施例电路结构示意图；图2为本技术实施例采用的型号为UC3843的PWM驱动芯片的内部结构图；图3为本技术实施例母线电压波形图；图4为本技术实施例PWM驱动信号波形图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明。一种利用开关电源进行变频器制动的电路，包括PWM驱动芯片，母线电压通过保护电路连接两级放大电路的输入端，两级放大电路的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的基极连接PWM驱动芯片的补偿引脚Comp，震荡电路连接PWM驱动芯片的电压参考引脚VREF和震荡频率引脚Osc，PWM驱动芯片的输出端Vout引脚通过驱动电路连接IGBT管Q1的栅极，IGBT管Q1的漏极通过制动电路连接保护电路，IGBT管Q1的源极连接电流传感器F的电流输入端，电流传感器F的输出端接地，电流传感器的电压输出端连接电阻R21，电阻R21的一端接地，另一端连接PWM驱动芯片的电流取样引脚Sense。PWM驱动芯片的反馈输入引脚Vfb通过下拉电阻R13接地。保护电路包括保护电阻R3和滤波电容C1，保护电阻R3的一端连接母线电压正极，另一端连接两级放大电路的输入端，滤波电容C1的两端分别连接母线电压的正负极。两级放大电路包括运算放大器X1和运算放大器X2，运算放大器X1的正极输入端通过电阻R4和保护电路的保护电阻R3连接母线电压的正极，运算放大器X1的负极输入端通过电阻R6连接母线电压的负极，运算放大器X1的输出端和负极输入端之间设有反馈电路；运算放大器X2的负极输入端通过电阻R15连接运算放大器X1的输出端，运算放大器X2的正极输入端通过电阻R16连接基准电压源，运算放大器X2的输出端和负极输入端之间设有串联的电阻R14和电容C2；运算放大器X2的输出端通过串联的电阻R12和电阻R11接地，电阻R12和电阻R11的公共点作为两级放大电路的输出端连接三极管Q2的基极。反馈电路包括并联的电阻R10和电阻R22。PWM驱动芯片的型号为UC3843。运算放大器的正极输入端设有与电阻R4并联的第一前馈电路，运算放大器的负极输入端分别设有与电阻R6并联的第二前馈电路；第一前馈电路包括串联的电容C5和电阻R17，第二前馈电路包括串联的电容C7和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用开关电源进行变频器制动的电路，其特征在于：包括PWM驱动芯片，母线电压通过保护电路连接两级放大电路的输入端，所述两级放大电路的输出端连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的基极连接所述PWM驱动芯片的补偿引脚Comp，震荡电路连接所述PWM驱动芯片的电压参考引脚VREF和震荡频率引脚Osc，所述PWM驱动芯片的输出端Vout引脚通过驱动电路连接IGBT管Q1的栅极，所述IGBT管Q1的漏极通过制动电路连接所述保护电路，所述IGBT管Q1的源极连接电流传感器F的电流输入端，所述电流传感器F的输出端接地，所述电流传感器的电压输出端连接电阻R21，所述电阻R21的一端接地，另一端连接所述PWM驱动芯片的电流取样引脚Sense。

【技术特征摘要】
1.一种利用开关电源进行变频器制动的电路，其特征在于：包括PWM驱动芯片，母线电压通过保护电路连接两级放大电路的输入端，所述两级放大电路的输出端连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的基极连接所述PWM驱动芯片的补偿引脚Comp，震荡电路连接所述PWM驱动芯片的电压参考引脚VREF和震荡频率引脚Osc，所述PWM驱动芯片的输出端Vout引脚通过驱动电路连接IGBT管Q1的栅极，所述IGBT管Q1的漏极通过制动电路连接所述保护电路，所述IGBT管Q1的源极连接电流传感器F的电流输入端，所述电流传感器F的输出端接地，所述电流传感器的电压输出端连接电阻R21，所述电阻R21的一端接地，另一端连接所述PWM驱动芯片的电流取样引脚Sense。2.根据权利要求1所述的一种利用开关电源进行变频器制动的电路，其特征在于：所述PWM驱动芯片的反馈输入引脚Vfb通过下拉电阻R13接地。3.根据权利要求1所述的一种利用开关电源进行变频器制动的电路，其特征在于：所述保护电路包括保护电阻R3和滤波电容C1，所述保护电阻R3的一端连接所述母线电压正极，另一端连接所述两级放大电路的输入端，所述滤波电容C1的两端分别连接所述母线电压的正负极。4.根据权利要求1所述的一种利用开关电源进行变频器制动的电路，其特征在于：所述两级放大电路包括运算放大器X1和运算放大器X2，所述运算放大器X1的正极输入端通过电阻R4和保护电路的保护电阻R3连接母线电压的正极，所述运算放大器X1的负极输入端通过电阻R6连接母线电压的负极，所述运算放大器X1的输出端和负极输入端之间设有反馈电路；所述运算放大器X2的负极输入端通过电阻R15连接所述运算放大器X1的输出端，所述运算放大器X2的正极输入端通过电阻R16连接基准电压源，所述运算放大器X2的输出端和负极输入端之间设有串联的电阻R14和电容C2；所述运算放大器X2的输出端通过串联的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢险峰，何民，谢鸣，李小松，
申请(专利权)人：武汉港迪电气传动技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42