變頻器電流保護電路的製作方法
2023-07-25 03:18:11
專利名稱：變頻器電流保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電流保護電路，具體地說是涉及一種用於保護變頻器工作的
電流保護電路。
背景技術：
在變頻器系統中，電氣絕緣損壞或機械故障都可能使變頻器因過電流而損壞，過
電流故障一直是變頻器最常見的故障，也是損壞變頻器的最主要原因。輸出短路、繞組損
壞、負載堵轉、電機加速過快、開關器件失效或幹擾造成的誤導通都能導致變頻器過電流。 在小型變頻器系統中，對電流故障的保護主要有以下三種方法 1.採用熔斷器保護結構最簡單，但是保護精度低，保護動作慢，不能實現快速保
護，尤其是不能直接保護M0SFET和IGBT等熔斷時間小的器件。 2.數字採樣保護採用數字採樣對變頻器電流進行高精度採樣計算，輸入保護控 制信號，其特點是精度高，但是可靠性差，在過電流故障時控制器往往不能正常工作，此時 的保護信號也就不正常，不能對M0SFET和IGBT等進行可靠保護； 3.模擬電路直接保護能夠對M0SFET和IGBT等進行可靠快速的保護，然而現有 的保護電路對電流採樣不能很好的線性隔離放大，且保護信號輸出容易受幹擾信號和瞬間 尖峰電流影響而誤動作。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種變頻器電流保護電路，能夠通過模擬電路對變頻
器的電流信號進行採集、放大和比較來輸出變頻器保護信號，且具有較好的線性隔離和抗
幹擾性能，工作更可靠。 本實用新型的技術方案是 提供一種變頻器電流保護電路，包括電流電壓轉換電路，保護輸出電路，信號放大 電路，與信號放大電路輸出端電連接的比較電路，還包括電連接於電流電壓轉換電路與 信號放大電路之間的光電隔離電路，電連接於比較電路與保護輸出電路之間的延時處理電 路。 本實用新型的有益效果是 如上述的結構，因為本實用新型的變頻器電流保護電路包括光電隔離電路，通過 光電隔離電路將電流電壓轉換電路輸出的採樣電壓信號進行光電隔離，將變頻器輸出端的 採樣電路與後級電路在電氣上完全隔離，再輸出到信號放大電路進行放大，從而有效避免 了後級電路對前級變頻器電路可能產生的反饋和幹擾，大大提高電路工作的可靠性。 如上述的結構，因為本實用新型的變頻器電流保護電路包括延時處理電路，通過 延時處理電路對比較電路輸出的過電流保護信號進行延遲處理，若過電流保護信號在設定 的延遲時間過後依然存在(即保持高電平狀態)，再輸出控制信號給保護輸出電路控制變 頻器關閉，保護變頻器的工作。這樣就有效避免了一些幹擾信號或瞬間尖峰電流造成的保護電路誤動作，保證變頻器的正常工作。
圖1是本實用新型變頻器電流保護電路一實施例的結構示意圖； 圖2是本實用新型變頻器電流保護電路中電流電壓轉換電路和光電隔離電路一
實施例的結構示意圖； 圖3是本實用新型變頻器電流保護電路中信號放大電路一實施例的結構示意圖； 圖4是本實用新型變頻器電流保護電路中比較電路一實施例的結構示意圖； 圖5是本實用新型變頻器電流保護電路中延時處理電路一實施例的結構示意圖； 圖6是本實用新型變頻器電流保護電路中保護輸出電路一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例進一步說明本實用新型的結構特徵。 圖1是本實用新型變頻器電流保護電路一實施例的結構示意圖。如圖1所示，本 實用新型變頻器電流保護電路，它包括電流電壓轉換電路l，與電流電壓轉換電路1電連 接的光電隔離電路2，與光電隔離電路2電連接的信號放大電路3，與信號放大電路3電連 接的比較電路4，與比較電路4電連接的延時處理電路5，與延時處理電路5電連接的保護 輸出電路6。所述光電隔離電路2中置有光電隔離晶片201。 圖2是本實用新型變頻器電流保護電路中電流電壓轉換電路1和光電隔離電路2 一實施例的結構示意圖。如圖2所示，電流電壓轉換電路1通過串聯在變頻器主迴路的採 樣電阻Rs，將電流信號轉換為電壓信號，並輸出給光電隔離電路2，光電隔離電路2通過運 算放大器A1對輸入信號進行放大並將電壓信號轉換成電流信號輸入到光電隔離晶片201 中進行光電隔離，隔離後的電流信號經過運算放大器A2放大並轉換成與變頻器電流大小 對應的電壓信號Vi，輸出給信號放大電路3。 在本實施例中，所述光電隔離晶片201是採用由安捷倫公司提供的高性能線性光 耦HCNR201，實現變頻器輸出端電流信號和控制電路的隔離。光耦HCNR201的帶寬範圍從直 流到lMHz，非線性小於0.01X，溫度係數-65ppm/。C。圖中Ipdl和Ipd2表示發光二極體 LED的輸入電流IF和光敏二極體Pdl 、Pd2的反向電壓處在額定值時光敏二極體Pdl 、Pd2中 流過的電流，Ipdl和Ipd2的大小與IF成線性關係。如果發光二極體LED的輸出光強發生 改變，那麼放大器Al就會通過負反饋迴路Cl進行控制調節IF，使IF保持穩定。由於Ipdl 和Ipd2的大小與IF成線性關係，即電流Ipdl和Ipd2也隨IF保持穩定。這樣在光敏二極 管Pd2上得到與變頻器母線電流信號大小相對應的電流後，輸出給運算放大器A2進行放大 並轉換成和變頻器電流大小對應的電壓信號Vi。 圖3是本實用新型變頻器電流保護電路中信號放大電路3 —實施例的結構示意 圖。如圖3所示，從光電隔離電路2輸出的電壓信號Vi進入信號放大電路3進行放大，其 放大倍數通過可調電阻R6設定，放大後的電壓信號Vo輸出給比較電路4。 圖4是本實用新型變頻器電流保護電路中比較電路4 一實施例的結構示意圖。如 圖4所示，電壓信號Vo輸入到比較電路4中的運算放大器A4，並與通過電阻R7和R8設定 的標準電壓參考值進行比較，在運算放大器A4的輸出端得到過電流保護信號Ql。[0025] 圖5是本實用新型變頻器電流保護電路中延時處理電路5 —實施例的結構示意 圖。本實施例中，延時處理電路5採用一單穩態觸發電路，如圖5所示，由比較電路4輸出 的過電流保護信號Ql進入延時處理電路5中的單穩態觸發晶片74123，單穩態觸發晶片 74123有兩種輸入，A為低電平有效，B為高電平有效，單穩態觸發後的脈衝寬度(即延時處 理電路的延遲時間)由電阻R10和電容C3決定。圖中A通過與地相連固定為低電平，單穩 態觸發則由Ql信號的上升沿來觸發。當變頻器正常運行時，電流較小，過電流保護信號Ql 輸出為低電平，單穩態觸發晶片74123的輸出信號Q2為穩態高電平，此時延時處理電路5 輸出信號Ki輸出為低電平。當變頻器電流過大時，過電流保護信號Q1輸出為高電平，輸出 端Q2被觸發至暫穩態輸出低電平脈衝，此時延時處理電路5輸出信號Ki仍為低電平，經過 延遲時間(由C3和R10決定)後，低電平脈衝結束Q2恢復到穩態的高電平，若此時Ql仍 然為高電平，則Ki輸出高電平，發出過電流保護的控制信號；如果Q2恢復穩態的高電平時， 過電流保護信號Q1已回到低電平，則Ki輸出仍為低電平，Ql的高電平信號判斷為脈衝幹 擾信號。通過上述過程對過電流保護信號進行延遲輸出，就能夠避免一些幹擾信號或瞬間 尖峰電流造成的保護電路誤動作，保證變頻器的正常工作。 圖6是本實用新型變頻器電流保護電路中保護輸出電路6 —實施例的結構示意 圖。如圖6所示，當延時處理電路5輸出Ki為高電平時，保護輸出電路6中的三極體Tl導 通，三極體Tl的集電極輸出關斷信號，關閉變頻器的驅動功率管，保護變頻器。
權利要求變頻器電流保護電路，包括電流電壓轉換電路，保護輸出電路，信號放大電路，與信號放大電路輸出端電連接的比較電路，其特徵在於包括電連接於電流電壓轉換電路與信號放大電路之間的光電隔離電路，電連接於比較電路與保護輸出電路之間的延時處理電路。
2. 如權利要求1所述的變頻器電流保護電路，其特徵在於所述光電隔離電路中置有光 電隔離晶片。
3. 如權利要求1所述的變頻器電流保護電路，其特徵在於所述延時處理電路為單穩態 觸發電路。
專利摘要變頻器電流保護電路，包括電流電壓轉換電路，與電流電壓轉換電路電連接的光電隔離電路，與光電隔離電路電連接的信號放大電路，與信號放大電路電連接的比較電路，與比較電路電連接的延時處理電路，與延時處理電路電連接的保護輸出電路。通過光電隔離電路將變頻器電流採樣電路和保護控制電路在電氣上完全隔離，避免了可能產生的反饋和幹擾，提高電路工作的可靠性；通過延時處理電路進行延遲處理，避免了一些幹擾信號或瞬間尖峰電流造成的保護電路誤動作，保證了變頻器的正常工作。
文檔編號H02H7/12GK201490702SQ20092020871
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月31日 優先權日2009年8月31日
發明者張國軍, 李小海, 王蘇源, 趙繼敏 申請人:上海睿英電氣有限公司