一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板，所述信号板用于主板和驱动板之间，所述信号板上构建有直流电压和输出电压检测电路、驱动和死区电路、电流检测电路、温度检测电路、短路故障检测和锁存电路、flash电路、基准电源电路和AD转换电路。本实用新型专利技术将信号调理电路全部设计信号板上，主要包括电流的偏移电路；将AD转化电路以及相关的电路基准电源电路；这部分电路设计的目的是大大降低主板电路的硬件设计规模，在主板上就不用在设计三相电流检测电路、直流母线电路、温度电路的调理电路设计和相关AD转换路，将这部分电路移植信号板上，主板上就可以在相同机械尺寸上有更多空间来增加FPGA和ARM的布置，使得主板的运算控制更加快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板
本技术属于信号检测和信号调理电路领域，具体涉及一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板。
技术介绍
近年来，永磁同步电机的应用越来越广，不仅仅是传统的新能源行业，在煤矿行业也在逐步推广使用，尤其是现在逐步使用的一体机。所谓一体机，就是变频器和电机是一体的，变频器和电机都采用水冷方式，利用相同的水冷方式，在电机上增加一个变频器安装腔体，将两者组装在一起，煤矿方直接购买一体机，就不用再单独购买变频器或者电机了，这样整体设备体积小，节省空间，对于井下设备而言，很是具有吸引力的。永磁同步电机可以做到高压低速运行，电机直接带着负载运行。而传统的异步电机，电机和负载之间需要减速器连接，这样就进一步减少设备和体积，不论是对设备的安装、保养，都有很大的改善作用。永磁同步电机的控制与传统的异步电机相比，从硬件设计而言，永磁同步电机的电机定子电感量比异步电机大了许多，这样就会造成IGBT在关段时产生很长时间拖尾电流，IGBT的完全关段时间要长很多，这就要求死区时间要延长。在现有程序中，死区时间固定为3微秒，在1140V电压等级的系统中，对于异步电机而言，通过改变IGBT驱动参数是刚刚满足驱动要求，但是在永磁同步电机控制系统中，由于有拖尾电流的影响，这个时间至少要延长到5.5微秒。在信号板设计中，增加一个硬件电路，用它来调节死区时间，只要配置不同的参数就可以用在异步电机和永磁同步电机的变频器上。由于通过硬件延长了死区时间，输出电压必然会减小，虽然减小的比较小，但是对重载启动而言，就会降低启动性能，最好的解决方式就是增加输出电压反馈，为此需要设计一款基于输出电压反馈的自适应死区的信号板。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板，利用死区的自适应来增加死区时间，同时故障是从信号板检测出来，可以灵活控制信号板的保护时间，来提高抗干扰能力。为解决上述技术问题，本技术的实施例提供一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板，所述信号板用于主板和驱动板之间，所述信号板上构建有8个电路，包括：直流电压和输出电压检测电路：是以热地为基础构建的电路，以主流母线负为检测电路的地；驱动和死区电路：将IGBT的驱动信号转换成光信号，传输给驱动板；电流检测电路：是以电流型霍尔传感器为基础构建的电路，利用典型的平均值电路实现电流检测信号的正向2.5V的偏移；温度检测电路：是以最小峰值检测电路为基础构建的电路，测量多个点温度，并且将最大的温度值传输给主板；短路故障检测和锁存电路：短路故障检测电路将驱动板的故障信号传输给信号板，信号板将六路故障信号合并成1路信号传输给主板；锁存电路具体指明报障驱动板；flash电路：包括一个flash存储器，用于存储功率等级信息；基准电源电路：为AD转换提供精准的参考电压，为电流检测电路提供精准的偏执电压；AD转换电路：将电流信号、温度信号、和母线电压信号通过AD转换后传送给主板。其中，所述直流电压和输出电压检测电路采用热地方式，电路板地是以直流母线负为基准，电源为对地DC4500V的隔离电源，输出电压采集U、V、W三相电压波形，通过HCNW2611隔离，最终将输出电压波形反馈到主板。其中，所述驱动和死区电路中，电阻R200、电容C200、和二极管D12就构成WBOT相的硬件死区电路，当驱动电压升高时，D12反向截止，通过200向电容C200充电，延迟开通IGBT的时间；当驱动电压降低时，D12正向导通，C200中的电压快速放电，没有延迟时间。其中，所述温度检测电路采用典型的最小峰值检测电路，三路温度检测，通过峰值检测电路选出最大温度值，送给AD转换。其中，所述短路故障检测和锁存电路通过光纤将UTF～WBF相的驱动板短路故障接收到信号板上，通过与电路，将六路故障信号合并为一路信号传输给主板；锁存电路通过U33的SN74LS374DW来锁存，继电器RY3—RY8输出无源开关信号供控制系统检测。其中，所述flash电路包括一个flash存储器，每一种功率等级和电压等级基本信息存贮在flash存储器中，上电后，主板自动检测flash中的信息，并进行自动匹配，如果和主板中信息无法匹配，则报故障。本技术的上述技术方案的有益效果如下：1、本技术主要是解决低压防爆变频器中信号检测和信号调理的问题，并将这部分电路完整设计在信号板上，主要目的是为了新设计的主板硬件减轻负担，为增加主板计算能力提供更多的硬件布板空间。同时，增加故障检测电路，增加整个产品的可靠性；增加flash电路，为了保护电路板被随意修改使用。2、本技术将信号调理电路全部设计信号板上，主要包括电流的偏移电路；将AD转化电路以及相关的电路基准电源电路；这部分电路设计的目的是大大降低主板电路的硬件设计规模，在主板上就不用在设计三相电流检测电路、直流母线电路、温度电路的调理电路设计和相关AD转换路，将这部分电路移植信号板上，主板上就可以在相同机械尺寸上有更多空间来增加FPGA和ARM的布置，使得主板的运算控制更加快捷。3、本技术将功率信息存在flash中，和主板自动匹配，不同功率段的信号板不能混用，方便公司配件管理。4、本技术使用驱动板输出故障检测，增强产品的刚干扰能力。附图说明图1为本技术的电路原理图；图2a为图1中直流电压和输出电压检测电路的原理图；图2b为图2a中b处的局部放大图；图2c为图2a中c处的局部放大图；图3a为图1中驱动和死区电路的原理图；图3b为图3a中b处的局部放大图；图3c为图3a中c处的局部放大图；图4为图1中电流检测电路的原理图；图5为图1中温度检测电路的原理图；图6a为图1中短路故障检测和锁存电路的原理图；图6b为图6a中b处的局部放大图；图6c为图6a中c处的局部放大图；图7为图1中flash电路的原理图；图8为图1中基准电源电路的原理图；图9a为图1中AD转换电路的原理图；图9b为图9a中b处的局部放大图；图9c为图9a中c处的局部放大图。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图1所示，本技术提供一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板，主要应用于低压防爆变频器上，该信号板用于主板和驱动板之间，属于信号检测和信号调理电路。所述信号板上构建有8个电路，包括：直流电压和输出电压检测电路：是以热地为基础构建的电路，所谓热地，就是以主流母线负为检测电路的地，这样设计的优点是简化电路设计，缺点是给这部分电路供电开关电源需要高隔离电源，隔离电压达到DC4500V，输出电压采集U、V、W三相电压波形，通过HCNW2611隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板，其特征在于，所述信号板用于主板和驱动板之间，所述信号板上构建有8个电路，包括：/n直流电压和输出电压检测电路：是以热地为基础构建的电路，以主流母线负为检测电路的地；/n驱动和死区电路：将IGBT的驱动信号转换成光信号，传输给驱动板；/n电流检测电路：是以电流型霍尔传感器为基础构建的电路，利用典型的平均值电路实现电流检测信号的正向2.5V的偏移；/n温度检测电路：是以最小峰值检测电路为基础构建的电路，测量多个点温度，并且将最大的温度值传输给主板；/n短路故障检测和锁存电路：短路故障检测电路将驱动板的故障信号传输给信号板，信号板将六路故障信号合并成1路信号传输给主板；锁存电路具体指明报障驱动板；/nflash电路：包括一个flash存储器，用于存储功率等级信息；/n基准电源电路：为AD转换提供精准的参考电压，为电流检测电路提供精准的偏执电压；/nAD转换电路：将电流信号、温度信号、和母线电压信号通过AD转换后传送给主板。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于输出电压反馈的自适应死区的信号板，其特征在于，所述信号板用于主板和驱动板之间，所述信号板上构建有8个电路，包括：
直流电压和输出电压检测电路：是以热地为基础构建的电路，以主流母线负为检测电路的地；
驱动和死区电路：将IGBT的驱动信号转换成光信号，传输给驱动板；
电流检测电路：是以电流型霍尔传感器为基础构建的电路，利用典型的平均值电路实现电流检测信号的正向2.5V的偏移；
温度检测电路：是以最小峰值检测电路为基础构建的电路，测量多个点温度，并且将最大的温度值传输给主板；
短路故障检测和锁存电路：短路故障检测电路将驱动板的故障信号传输给信号板，信号板将六路故障信号合并成1路信号传输给主板；锁存电路具体指明报障驱动板；
flash电路：包括一个flash存储器，用于存储功率等级信息；
基准电源电路：为AD转换提供精准的参考电压，为电流检测电路提供精准的偏执电压；
AD转换电路：将电流信号、温度信号、和母线电压信号通过AD转换后传送给主板。


2.根据权利要求1所述的基于输出电压反馈的自适应死区的信号板，其特征在于，所述直流电压和输出电压检测电路采用热地方式，电路板地是以直流母线负为基准，电源为对地DC4500V的隔离电源，输出电压采集U、V、W三相电压波形，通过HCNW2611隔离，最终将输出电压波形反...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世均，刘天强，谭新海，张学健，
申请(专利权)人：上海伟肯实业有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31