逆變器過電流判斷方法及其裝置的製作方法

2023-08-11 02:50:51 2

專利名稱：逆變器過電流判斷方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於逆變器過電流的判斷方法及其裝置。
背景技術：
短路保護是逆變電源開發中至關重要的問題，關係到整個器件的運行安全。短路保護技術的難點在於容易將接衝擊性負載(如突接電源適配器或燈泡等)引起的大電流和真正的短路電流混淆起來，以至於做出錯誤的判斷。這種誤判很有可能會造成兩種後果:其一，真正的短路情況被漏檢，導致器件瞬間損毀；其二，將衝擊性負載電流誤判斷為短路電流，此時器件將被誤關斷。另外，現有的逆變器短路保護電路主要依賴硬體實現，導致實施成本較高。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供用於逆變器過電流的判斷方法及其裝置，其能夠準確地判斷區分逆變器過電流是由衝擊性負載引起還是由短路引起，且實施成本低廉
MTv ο根據本發明的一種逆變器過電流判斷方法，包括以下步驟:
電流檢測電路檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器；
微處理器將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該電流閾值，則終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；
電壓檢測電路檢測逆變器的輸出電壓，並將電壓檢測結果發送給微處理器；
微處理器將電壓檢測電路檢測到的電壓有效值與預先設定的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。根據本發明的一種逆變器過電流判斷裝置，包括電流檢測電路、電壓檢測電路和微處理器；其中:
電流檢測電路用於檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器；
電壓檢測電路用於檢測逆變器的輸出電壓，並將電壓檢測結果發送給微處理器；
微處理器用於將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的電流閾值進行比較，如果該電流檢測值大於等於該電流閾值，則終止正常的SPWM信號輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；並且，在輸出所述的與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電壓檢測電路檢測到的電壓有效值與預先設定的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。
根據本發明的又一種逆變器過電流判斷方法，包括以下步驟:
電流檢測電路檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器；
微處理器將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的第一電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該第一電流閾值，則終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；
微處理器將電流檢測電路檢測到的電流有效值與預先設定的第二電流閾值進行比較，如果該電流有效值小於第二電流閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電流有效值大於等於第二電流閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。根據本發明的又一種逆變器過電流判斷裝置，包括電流檢測電路和微處理器；其中:
電流檢測電路用於檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器；
微處理器用於將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的第一電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該第一電流閾值，則終止正常的SPWM信號輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；並且，在輸出所述的與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電流檢測電路檢測到的電流有效值與預先設定的第二電流閾值進行比較，如果該電流有效值小於第二電流閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電流有效值大於等於第二電流閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。採用上述技術方案後，能夠準確地判斷區分逆變器過電流是由衝擊性負載引起還是由短路引起。此外，本發明的判斷處理過程主要依賴微處理器實現，所採用的硬體數量與現有技術相比大大減少，因而實施成本較低。


圖1是根據本發明第一實施例的逆變器過電流判斷方法的流程示意圖。圖2是根據本發明第一實施例的逆變器過電流判斷裝置的原理框圖。圖3是根據發明第一實施例的微處理器的原理框圖。圖4是根據本發明一實施例的微處理器輸出的SPWM波形以及與該SPWM波形等效的正弦波信號。圖5是根據本發明第二實施例的逆變器過電流判斷方法的流程示意圖。圖6是根據本發明第二實施例的逆變器過電流判斷裝置的原理框圖。圖7是根據發明第二實施例的微處理器的原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做出進一步說明。參考圖1。根據本發明第一實施例的逆變器過電流判斷方法，包括以下步驟:
步驟S11，電流檢測電路檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器；可以
檢測逆變器的母線電流，也可以是輸出電流；
步驟S13，微處理器將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該電流閾值，則終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所低幅值正弦波信號是指該正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；
步驟S13，電壓檢測電路檢測逆變器的輸出電壓，並將電壓檢測結果發送給微處理器；步驟S14，微處理器將電壓檢測電路檢測到的電壓有效值與預先設定的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。由於短路電阻無窮小，則檢測到的逆變器輸出電壓有效值理論上應為O，實際情況下，只要設定一個很小的電壓閾值，即可達到短路識別的目的。衝擊性負載(例如連接燈泡、適配器等)，在逆變器輸出接上的一瞬間，內阻接近與O，但輸出端的電壓很快會不再為O，測得的輸出端電壓有效值會大於或等於設定的電壓閾值。在一個優選實施方式中，上述的逆變器過電流判斷方法進一步包括以下步驟，若微處理器判斷逆變器短路，則向外界發出信號，以切斷逆變器的電源，起到短路保護的作用；若微處理器判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流，則在輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，先輸出軟啟動SPWM信號給逆變器的開關管，然後再輸出正常的SPWM信號給逆變器的開關管。上述的與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號以及軟啟動SPWM信號均在圖4中示出，與該軟啟動SPWM信號等效的正弦波信號的幅度小於與正常的SPWM信號等效的正弦波信號，大於低幅值正弦波信號的幅度。微處理器在第二個周期輸出軟啟動SPWM信號，可以實現負載的軟啟動，從而防止對負載的損害。上述步驟S14中的電壓有效值的概念並不局限於圖4中所示出的一個完整周期的電壓有效值，也可以是其它的一段時間內的電壓有效值，例如，半個周期或四分之三個周期的電壓有效值。圖2示出了用於實現上述逆變器過電流判斷方法的裝置的一個實施例的電路框圖。逆變器過電流判斷裝置包括電流檢測電路11、電壓檢測電路12和微處理器13。其中:電流檢測電路11用於檢測逆變器100的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器13。電壓檢測電路12用於檢測逆變器100的輸出電壓，並將電壓檢測結果發送給微處理器13。微處理器13用於將電流檢測電路11檢測到的電流峰值與預先設定的電流閾值進行比較，如果該電流檢測值大於等於該電流閾值，則終止正常的SPWM信號輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給逆變器100的開關管，低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；並且，在輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電壓檢測電路12檢測到的電壓有效值與預先設定的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器100發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器100過電流。微處理器13例如可採用MCU。圖中的逆變器100是以全橋逆變器為例，本發明的逆變器過電流判斷方法及其裝置也適用於半橋逆變器。如圖3所示，微處理器13包括電流閾值設定單元131、電壓閾值設定單元132、SPWM信號輸出單元133、第一判斷單元134和第二判斷單元135。其中:電流閾值設定單元131用於預先設定和存儲電流閾值。電壓閾值設定單元132用於預先設定和存儲電壓閾值。SPWM信號輸出單元133用於輸出SPWM信號給逆變器100的開關管。第一判斷單元134用於將電流檢測電路11檢測到的電流峰值與設定的電流閾值進行比較，如果該電流檢測值大於等於該電流閾值，則控制SPWM信號輸出單元133終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給逆變器100的開關管。第二判斷單元135用於在SPWM信號輸出單元133輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電壓檢測電路12檢測到的電壓有效值與設定的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。若第二判斷單元135判斷逆變器短路，則向外界發出信號，以切斷逆變器的電源；若第二判斷單元135判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流，則在SPWM信號輸出單元133輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，第二判斷單元135控制SPWM信號輸出單元133先輸出軟啟動SPWM信號給逆變器的開關管，然後再輸出正常的SPWM信號給逆變器的開關管。在微處理器輸出一與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給逆變器100的開關管進行檢測時，除了本發明第一實施例所描述的利用電壓有效值進行判斷外，也可以利用電流有效值來判斷。參考圖5。根據本發明第二實施例的逆變器過電流判斷方法，包括以下步驟:
步驟S21，電流檢測電路檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器；可以檢測逆變器的母線電流，也可以是輸出電流；
步驟S22，微處理器將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的第一電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該第一電流閾值，則終止正常SPWM信號的輸出，輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號是指該正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；
步驟S23，微處理器將電流檢測電路檢測到的電流有效值與預先設定的第二電流閾值進行比較，如果該電流有效值小於第二電流閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電流有效值大於等於第二電流閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。在一個優選實施方式中，上述的逆變器過電流判斷方法進一步包括以下步驟:若微處理器判斷逆變器短路，則向外界發出信號，以切斷逆變器的電源，起到短路保護的作用；若微處理器判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流，則在輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，先輸出軟啟動SPWM信號給所述逆變器的開關管，然後再輸出正常的SPWM信號給逆變器的開關管。在第二實施例中，微處理器輸出的SPWM波形與第一實施例相同，如圖4所示。圖6示出了用於實現該逆變器過電流判斷方法的裝置的一個實施例的電路框圖。逆變器過電流判斷裝置包括電流檢測電路21和微處理器23 ;其中:電流檢測電路21用於檢測逆變器100的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器23。微處理器23用於將電流檢測電路21檢測到的電流峰值與預先設定的第一電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該第一電流閾值，則終止正常的SPWM信號輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給逆變器100的開關管，低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；並且，在輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電流檢測電路21檢測到的電流有效值與預先設定的第二電流閾值進行比較，如果該電流有效值小於第二電流閾值，則判斷逆變器100發生短路，如果該電流有效值大於等於第二電流閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器100過電流。如圖7所示，微處理器23包括第一電流閾值設定單元231、第二電流閾值設定單元232、SPWM信號輸出單元233、第一判斷單元234和第二判斷單元235。其中:第一電流閾值設定單元231用於預先設定和存儲第一電流閾值。第二電流閾值設定單元232用於預先設定和存儲第二電流閾值。SPWM信號輸出單元233用於輸出SPWM信號給逆變器100的開關管。第一判斷單元234用於將電流檢測電路21檢測到的電流峰值與設定的第一電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該第一電流閾值，則控制SPWM信號輸出單元233終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給逆變器100的開關管。第二判斷單元235用於在SPWM信號輸出單元233輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電流檢測電路21檢測到的電流有效值與設定的第二電流閾值進行比較，如果該電流有效值小於第二電流閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電流有效值大於等於第二電流閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。若第二判斷單元235判斷逆變器短路，則向外界發出信號，以切斷逆變器的電源；若第二判斷單元235若判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流，則在SPWM信號輸出單元輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，第二判斷單元235控制SPWM信號輸出單元先輸出軟啟動SPWM信號給逆變器的開關管，然後再輸出正常的SPWM信號給逆變器的開關管。
權利要求
1.逆變器過電流判斷方法，其特徵在於，包括以下步驟: 電流檢測電路檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器； 微處理器將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該電流閾值，則終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀； 電壓檢測電路檢測逆變器的輸出電壓，並將電壓檢測結果發送給微處理器； 微處理器將電壓檢測電路檢測到的電壓有效值與預先設定的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。
2.如權利要求1所述的用於逆變器過電流判斷方法，其特徵在於，進一步包括以下步驟:若所述的微處理器判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流，則在輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，先輸出軟啟動SPWM信號給逆變器的開關管，然後再輸出正常的SPWM信號給所述逆變器的開關管。
3.逆變器過電流判斷裝置，其特徵在於，包括電流檢測電路、電壓檢測電路和微處理器;其中: 電流檢測電路用於檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器； 電壓檢測電路用於檢測逆變器的輸出電壓，並將電壓檢測結果發送給微處理器； 微處理器用於將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的電流閾值進行比較，如果該電流檢測值大於等於該 電流閾值，則終止正常的SPWM信號輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；並且，在輸出所述的與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電壓檢測電路檢測到的電壓有效值與預先設定的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。
4.如權利要求3所述的逆變器過電流判斷裝置，其特徵在於，所述的微處理器包括: 電流閾值設定單元，用於預先設定和存儲所述的電流閾值； 電壓閾值設定單元，用於預先設定和存儲所述的電壓閾值； SPWM信號輸出單元，用於輸出SPWM信號給所述逆變器的開關管； 第一判斷單元，用於將電流檢測電路檢測到的電流峰值與所述的電流閾值進行比較，如果該電流檢測值大於等於該電流閾值，則控制SPWM信號輸出單元終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管； 第二判斷單元；用於在SPWM信號輸出單元輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電壓檢測電路檢測到的電壓有效值與所述的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。
5.如權利要求4所述的逆變器過電流判斷裝置，其特徵在於，若所述的第二判斷單元若判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流，則在SPWM信號輸出單元輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，控制SPWM信號輸出單元先輸出軟啟動SPWM信號給逆變器的開關管，然後再輸出正常的SPWM信號給所述逆變器的開關管。
6.逆變器過電流判斷方法，其特徵在於，包括以下步驟: 電流檢測電路檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器； 微處理器將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的第一電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該第一電流閾值，則終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀； 微處理器將電流檢測電路檢測到的電流有效值與預先設定的第二電流閾值進行比較，如果該電流有效值小於第二電流閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電流有效值大於等於第二電流閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。
7.如權利要求6所述的逆變器過電流判斷方法，其特徵在於，進一步包括以下步驟:若所述的微處理器判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流，則在輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，先輸出軟啟動SPWM信號給所述逆變器的開關管，然後再輸出正常的SPWM信號給所述逆變器的開關管。
8.逆變器過電流判斷裝置，其特徵在於，包括電流檢測電路和微處理器；其中: 電流檢測電路用於檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器； 微處理器用於將電流檢測電路檢測到的電流峰值與預先設定的第一電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該第一電流閾值，則終止正常的SPWM信號輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管，所述低幅值正弦波信號的幅值應確保逆變器不會被燒毀；並且，在輸出所述的與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電流檢測電路檢測到的電流`有效值與預先設定的第二電流閾值進行比較，如果該電流有效值小於第二電流閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電流有效值大於等於第二電流閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。
9.如權利要求8所述的逆變器過電流判斷裝置，其特徵在於，所述的微處理器包括: 第一電流閾值設定單元，用於預先設定和存儲所述的第一電流閾值； 第二電流閾值設定單元，用於預先設定和存儲所述的第二電流閾值； SPWM信號輸出單元，用於輸出SPWM信號給所述逆變器的開關管； 第一判斷單元，用於將電流檢測電路檢測到的電流峰值與所述的第一電流閾值進行比較，如果該電流峰值大於等於該第一電流閾值，則控制SPWM信號輸出單元終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給所述逆變器的開關管； 第二判斷單元；用於在SPWM信號輸出單元輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，將電流檢測電路檢測到的電流有效值與所述的第二電流閾值進行比較，如果該電流有效值小於第二電流閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電流有效值大於等於第二電流閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。
10.如權利要求8所述的逆變器過電流判斷裝置，其特徵在於，若所述的第二判斷單元若判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流，則在SPWM信號輸出單元輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號後，控制SPWM信號輸出單元先輸出軟啟動SPWM信號給逆變器的開關管，然後再輸出正常的SPWM信號給所述逆變器的開關管。
全文摘要
本發明公開了逆變器過電流判斷方法，包括以下步驟電流檢測電路檢測逆變器的電流，並將電流檢測結果發送給微處理器；微處理器將檢測到的電流峰值與預設的電流閾值比較，如果電流峰值大於等於電流閾值，則終止正常SPWM信號的輸出，然後輸出與低幅值正弦波信號等效的SPWM信號給逆變器；輸出電壓檢測電路逆變器的輸出電壓，並將電壓檢測結果發送給微處理器；微處理器將檢測到的電壓有效值與預設的電壓閾值進行比較，如果該電壓有效值小於電壓閾值，則判斷逆變器發生短路，如果該電壓有效值大於等於電壓閾值，則判斷是由衝擊性負載引起逆變器過電流。本發明還公開了實施該方法的裝置。本發明能準確地區分逆變器過電流是由衝擊性負載引起還是由短路引起。
文檔編號G01R19/165GK103207339SQ20131015479
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者範海波, 馬振東, 聶思貴, 王蕊, 廖洪浪 申請人:科博達技術有限公司, 浙江科博達工業有限公司