[發(fā)明專利]變頻器驅(qū)動保護電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010209358.7
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101860185A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岑偉勁
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市四方電氣技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變頻器驅(qū)動領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種變頻器驅(qū)動綜合保護電路。

背景技術(shù)

當(dāng)變頻器出現(xiàn)異常時，為了使變頻器因異常造成的損失減少到最小、甚至減少到零，現(xiàn)有的變頻器都很重視保護功能，在增加保護功能的同時提高保護功能的有效性。

目前變頻器的保護功能主要通過以下方式實現(xiàn)：

(1)基于HCPL-316J驅(qū)動保護：通過檢測IGBT在導(dǎo)通期間的管壓降，判斷IGBT是否處于過流、短路狀態(tài)，并實施軟關(guān)斷與停機保護措施；其內(nèi)部集成集電極發(fā)射極電壓欠飽和檢測電路及故障狀態(tài)反饋電路，為驅(qū)動電路的可靠工作提供保障。

(2)母線電阻采樣式短路保護：在變頻器母線直接串連取樣電阻進行電流取樣，取樣電流與電機三相電流存在一定的關(guān)系，根據(jù)此關(guān)系確定短路閥值。

(3)輸出電流短路保護：通過經(jīng)電流霍爾對三相輸出電流進行取樣，電流信號分別經(jīng)絕對值電路后相加引入電壓比較器，與參考電平比較，如果高于參考電平，則比較輸出保護，這一信號與微處理器的功率驅(qū)動保護中斷輸入引腳相連，則當(dāng)過流時，PWM輸出被自動置為高阻狀態(tài)。

(4)快熔過流保護：在逆變模塊供電回路串接快熔保險管，實現(xiàn)對逆變模塊的過流保護。

(5)開關(guān)電源保護：基于UC3844反激式開關(guān)電源，具有體積小、重量輕、輸出電壓紋波小等優(yōu)點，且穩(wěn)定性好，電網(wǎng)電壓浮動時，電源也能正常工作，因此，作為IGBT的驅(qū)動電源，達(dá)到滿意的效果；但此電源控制芯片在保護方面比較缺乏，因此目前很多變頻器廠家在驅(qū)動電源設(shè)計上也僅僅只有電源過流保護和欠壓保護。

然而，上述保護電路雖各有優(yōu)點，但是都不能同時滿足成本低、可靠性高、速度快、功能全面要求。如HCPL-316J驅(qū)動保護，雖然此驅(qū)動保護功能全面，但成本高；母線電流短路保護，雖然方法簡單、速度快、但保護的功能不全面，而且高速光耦成本也不低；輸出電流短路保護，雖然既可以做電流采樣、又可以做電流短路保護，卻沒有直通保護功能；快熔過流保護，可以說是過流保護最簡單的方法，但是這種保護動作慢，不能實現(xiàn)快速保護，尤其是不能直接保護IGBT、MOSFET等；而開關(guān)電源保護，只有電源控制芯片UC3844本身固有的過流保護和欠壓保護，其他保護嚴(yán)重缺乏，更不用談把變頻器輸出短路保護與電源保護結(jié)合于一體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述變頻器保護價格昂貴、功能不夠全面等問題，提供一種變頻器驅(qū)動綜合保護電路。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種變頻器驅(qū)動保護電路，包括采樣單元、比較單元、保護輸出單元，其中：

所述采樣單元的輸入端連接到變頻器的直流母線，用于將所述直流母線的電流值轉(zhuǎn)換為電壓值輸出；

所述比較單元的輸入端連接到采樣單元的輸出端，用于在其輸入端的電壓值大于第一閾值時輸出開關(guān)導(dǎo)通信號；

所述保護輸出單元用于根據(jù)所述比較單元輸出的開關(guān)導(dǎo)通信號輸出保護信號。

在本發(fā)明所述的變頻器驅(qū)動保護電路中，還包括欠壓保護單元，所述欠壓保護單元的輸入端連接到變頻器的驅(qū)動電源、輸出端連接到所述比較單元的輸入端，該欠壓保護單元用于在其輸入端電壓小于第二閾值時通過其輸出端輸出大于第一閾值的電壓。

在本發(fā)明所述的變頻器驅(qū)動保護電路中，還包括芯片保護單元，所述芯片保護單元的輸入端連接到電源芯片的基準(zhǔn)源引腳、輸出端連接到所述比較單元的輸入端，該芯片保護單元用于在電源芯片的基準(zhǔn)源引腳輸出低電平時通過其輸出端輸出大于第一閾值的電壓。

在本發(fā)明所述的變頻器驅(qū)動保護電路中，還包括高壓保護單元，所述高壓保護單元的輸入端連接到變頻器的驅(qū)動電源、輸出端連接到所述電源芯片的供電引腳，該高壓保護單元用于在其輸入端電源大于第三閾值時使其輸出端的電壓高于第四閾值。

在本發(fā)明所述的變頻器驅(qū)動保護電路中，所述保護輸出單元包括有光耦合器，所述光耦合器的發(fā)光二極管根據(jù)比較單元輸出的開關(guān)信號開啟或關(guān)閉，所述保護輸出單元的輸出端位于光耦合器的光電三極管側(cè)。

在本發(fā)明所述的變頻器驅(qū)動保護電路中，所述保護輸出單元包括位于光耦合器的光電三極管側(cè)的光耦加速電路，所述光耦加速電路包括第五電阻、第六電阻第七電阻以及第五三極管，其中第五電阻和第六電阻串接到光耦合器的光電三極管的發(fā)射極和參考地之間，第五三極管通過其基極和發(fā)射極并聯(lián)連接到第六電阻的兩端，所述第五三極管的集電極經(jīng)由第七電阻連接到高電平，所述保護輸出單元的輸出端位于第五三極管的集電極。