变频器驱动保护电路制造技术

本发明专利技术涉及一种变频器驱动保护电路，包括采样单元、比较单元、保护输出单元，其中：所述采样单元的输入端连接到变频器的直流母线，用于将所述直流母线的电流值转换为电压值输出；所述比较单元的输入端连接到采样单元的输出端，用于在其输入端的电压值大于第一阈值时输出开关导通信号；所述保护输出单元用于根据所述比较单元输出的开关导通信号输出保护信号。本发明专利技术通过采样和比较实现变频器直流母线电流的监控，成本较低。此外，本发明专利技术的电路还具有完善的保护功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变频器驱动领域，更具体地说，涉及一种变频器驱动综合保护电路。
技术介绍
当变频器出现异常时，为了使变频器因异常造成的损失减少到最小、甚至减少到 零，现有的变频器都很重视保护功能，在增加保护功能的同时提高保护功能的有效性。目前变频器的保护功能主要通过以下方式实现(1)基于HCPL-316J驱动保护通过检测IGBT在导通期间的管压降，判断IGBT是 否处于过流、短路状态，并实施软关断与停机保护措施；其内部集成集电极发射极电压欠饱 和检测电路及故障状态反馈电路，为驱动电路的可靠工作提供保障。(2)母线电阻采样式短路保护在变频器母线直接串连取样电阻进行电流取样， 取样电流与电机三相电流存在一定的关系，根据此关系确定短路阀值。(3)输出电流短路保护通过经电流霍尔对三相输出电流进行取样，电流信号分 别经绝对值电路后相加引入电压比较器，与参考电平比较，如果高于参考电平，则比较输出 保护，这一信号与微处理器的功率驱动保护中断输入引脚相连，则当过流时，PWM输出被自 动置为高阻状态。(4)快熔过流保护在逆变模块供电回路串接快熔保险管，实现对逆变模块的过 流保护。(5)开关电源保护基于UC3844反激式开关电源，具有体积小、重量轻、输出电压 纹波小等优点，且稳定性好，电网电压浮动时，电源也能正常工作，因此，作为IGBT的驱动 电源，达到满意的效果；但此电源控制芯片在保护方面比较缺乏，因此目前很多变频器厂家 在驱动电源设计上也仅仅只有电源过流保护和欠压保护。然而，上述保护电路虽各有优点，但是都不能同时满足成本低、可靠性高、速度快、 功能全面要求。如HCPL-316J驱动保护，虽然此驱动保护功能全面，但成本高；母线电流短 路保护，虽然方法简单、速度快、但保护的功能不全面，而且高速光耦成本也不低；输出电流 短路保护，虽然既可以做电流采样、又可以做电流短路保护，却没有直通保护功能；快熔过 流保护，可以说是过流保护最简单的方法，但是这种保护动作慢，不能实现快速保护，尤其 是不能直接保护IGBT、M0SFET等；而开关电源保护，只有电源控制芯片UC3844本身固有的 过流保护和欠压保护，其他保护严重缺乏，更不用谈把变频器输出短路保护与电源保护结 合于一体。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述变频器保护价格昂贵、功能不够全面等 问题，提供一种变频器驱动综合保护电路。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种变频器驱动保护电路，包括采 样单元、比较单元、保护输出单元，其中4所述采样单元的输入端连接到变频器的直流母线，用于将所述直流母线的电流值 转换为电压值输出；所述比较单元的输入端连接到采样单元的输出端，用于在其输入端的电压值大于 第一阈值时输出开关导通信号；所述保护输出单元用于根据所述比较单元输出的开关导通信号输出保护信号。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，还包括欠压保护单元，所述欠压保护单 元的输入端连接到变频器的驱动电源、输出端连接到所述比较单元的输入端，该欠压保护 单元用于在其输入端电压小于第二阈值时通过其输出端输出大于第一阈值的电压。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，还包括芯片保护单元，所述芯片保护单 元的输入端连接到电源芯片的基准源引脚、输出端连接到所述比较单元的输入端，该芯片 保护单元用于在电源芯片的基准源引脚输出低电平时通过其输出端输出大于第一阈值的 电压。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，还包括高压保护单元，所述高压保护单 元的输入端连接到变频器的驱动电源、输出端连接到所述电源芯片的供电引脚，该高压保 护单元用于在其输入端电源大于第三阈值时使其输出端的电压高于第四阈值。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，所述保护输出单元包括有光耦合器，所 述光耦合器的发光二极管根据比较单元输出的开关信号开启或关闭，所述保护输出单元的 输出端位于光耦合器的光电三极管侧。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，所述保护输出单元包括位于光耦合器的 光电三极管侧的光耦加速电路，所述光耦加速电路包括第五电阻、第六电阻第七电阻以及 第五三极管，其中第五电阻和第六电阻串接到光耦合器的光电三极管的发射极和参考地之 间，第五三极管通过其基极和发射极并联连接到第六电阻的两端，所述第五三极管的集电 极经由第七电阻连接到高电平，所述保护输出单元的输出端位于第五三极管的集电极。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，所述比较电路包括有击穿电压为第一阈 值的第一稳压二极管、第四三极管，所述第一稳压二极管的负极为比较电路的输入端口且 该第一稳压二极管的正极连接到第四三极管的基极。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，所述欠压保护单元包括第一电阻、第三 电阻、第三三极管、击穿电压为第二阈值的第二稳压管，其中所述第二稳压管的负极连接到 变频器的驱动电源，所述第一电阻和第三电阻串联连接在变频器驱动电源与比较单元的输 入端之间，所述第三三极管的集电极接到第一电阻和第三电阻之间、基极连接到第二稳压 管的正极、发射极接参考地。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，所述芯片保护电路包括有第一三极管、 第二电阻和第四电阻，其中所述第二电阻和第四电阻串联连接在变频器驱动电源与比较单 元的输入端之间，所述第一三极管的集电极连接到第二电阻和第四电阻之间、发射极接参 考地，所述电源芯片的基准源引脚连接到第一三极管的基极。在本专利技术所述的变频器驱动保护电路中，所述高压保护单元包括击穿电压为第三 阈值的第三稳压二极管、第二三极管、击穿电压为第四阈值的第四稳压二极管，所述第三稳 压二极管的负极连接到变频器的驱动电源、正极连接到第二三极管的基极，所述第四稳压 二极管的负极连接到电源芯片的供电引脚、正极连接到第二三极管的集电极。本专利技术的变频器驱动保护电路，通过采样和比较实现变频器直流母线电流的监 控，成本较低。此外，本专利技术的电路还具有完善的保护功能，当逆变桥短路，逆变桥直通，驱 动电源过压，驱动电源欠压，电源芯片失效，电源反馈回路失效发生时，都不会引起变频器 操作事故，也不会引起元器件的失效。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术变频器驱动保护电路的实施例的逻辑框图；图2是本专利技术变频器驱动保护电路的实施例的电路图。具体实施例方式如图1所示，是本专利技术变频器驱动保护电路的实施例的逻辑框图。在本实施例中， 该电路包括采样单元11、比较单元12、保护输出单元13，其中采样单元11的输入端连接到 变频器的直流母线，比较单元12的输入端连接到采样单元11的输出端，保护输出单元13 的输入端连接到比较单元12的输出端。上述电路在直流母线中电流过大时(例如出现短 路)，通过保护输出单元13输出保护信号。上述采样单元11将变频器直流母线的电流值转换为电压值输出到比较单元12的 输入端，若比较单元12判断输入的电压值大于第一阈值时向保护输出单元13输出开关导 通信号，从而保护输出单元13输出保护信号。在上述变频器驱动保护电路中，还可包括欠压保护单元15，用于在变频器驱动电 源的电压过低时输出保护信号。在本实施例中，欠压保护单元15的输入端连接到变频器的 驱动电源、输出端连接到比较单元12的输入端，该欠压保护单元15在其输入端电压小于第 二阈值时通过其输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频器驱动保护电路，其特征在于，包括采样单元、比较单元、保护输出单元，其中：所述采样单元的输入端连接到变频器的直流母线，用于将所述直流母线的电流值转换为电压值输出；所述比较单元的输入端连接到采样单元的输出端，用于在其输入端的电压值大于第一阈值时输出开关导通信号；所述保护输出单元用于根据所述比较单元输出的开关导通信号输出保护信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岑伟劲，
申请(专利权)人：深圳市四方电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]