[實用新型]一種電機驅(qū)動保護電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420281029.7
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN204012661U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 沈立;范堅堅;劉剛
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江西子富沃德電機有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;H02P27/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 解明鎧

技術(shù)領域

本實用新型涉及電機驅(qū)動領域，具體涉及一種電機驅(qū)動保護電路。

背景技術(shù)

IPM(Intelligent Power Module)，即智能功率模塊，不僅把功率開關器件和驅(qū)動電路集成在一起。而且內(nèi)部還集成有過電壓，過電流和過熱等故障檢測電路，并可將檢測信號送到CPU。它由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門極驅(qū)動電路以及快速保護電路構(gòu)成。即使發(fā)生負載事故或使用不當，也可以保證IPM自身不受損壞。IPM一般使用IGBT作為功率開關元件，內(nèi)部集成電流傳感器及驅(qū)動電路。IPM以其高可靠性，使用方便贏得越來越大的市場，尤其適合于驅(qū)動電機的變頻器和各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機械，電力牽引，伺服驅(qū)動，變頻家電的一種非常理想的電力電子器件。

IPM與以往IGBT模塊及驅(qū)動電路的組件相比具有更多的保護功能，具體如下：

(1)內(nèi)含過電流保護、短路保護。由于是通過檢測各IGBT集電極電流實現(xiàn)保護的，故不管哪個IGBT發(fā)生異常，都能保護，特別是下橋臂短路和對地短路的保護。

(2)內(nèi)含驅(qū)動電源欠電壓保護。每個驅(qū)動電路都具有欠壓保護功能。當驅(qū)動電源電壓小于規(guī)定值欠壓時，產(chǎn)生欠電壓保護。

(3)內(nèi)含過熱保護。過熱保護是防止IGBT、FRD(快恢復二極管)過熱的保護功能。IPM內(nèi)部的絕緣基板上沒有溫度檢測元件，檢測絕緣基板溫度。IPM進一步在各IGBT芯片內(nèi)設有溫度檢測元件，對于芯片的異常發(fā)熱能高速實現(xiàn)過熱保護。

(4)內(nèi)含硬件故障輸出端口(F0)。F0是向外部輸出故障報警的一種功能，當過熱及下橋臂過流、欠壓保護動作時，通過向控制IPM的微機輸出異常信號，能切實停止系統(tǒng)。無故障時，F(xiàn)0的輸出電平為高電平，有故障時，F(xiàn)0的輸出電平為低電平。

現(xiàn)有的電機驅(qū)動保護電路多直接利用IPM驅(qū)動模塊的硬件自檢功能進行電機驅(qū)動保護，由于只采用一路，一旦該自檢功能失效，則無法完成驅(qū)動保護，導致保護電路的可靠性差。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種電機驅(qū)動保護電路。

一種電機驅(qū)動保護電路，包括依次連接的DSP處理模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和IPM驅(qū)動模塊，DSP處理模塊用于輸出PWM控制信號；電平轉(zhuǎn)換模塊用于對所述的PWM控制信號進行電平轉(zhuǎn)換；IPM驅(qū)動模塊用于根據(jù)電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出信號控制電機運行；

還包括：

電流采樣模塊，用于采集IPM驅(qū)動模塊的輸出電流得到相應的電壓信號；

電壓比較模塊，用于將所述的電壓信號轉(zhuǎn)化為電平信號；

異或門電路，異或門電路的輸入端與電壓比較模塊的輸出端和IPM驅(qū)動模塊的硬件故障輸出端口連接，異或門電路的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊的使能端連接。

本實用新型通過IPM驅(qū)動模塊自身內(nèi)部的硬件自檢功能和IPM驅(qū)動模塊的輸出電流(即電機的驅(qū)動電流)，控制電機的驅(qū)動情況，當IPM驅(qū)動模塊的硬件自檢結(jié)果認為出現(xiàn)故障(即硬件故障輸出端口輸出為低電平)或輸出電流出現(xiàn)異常時，直接控制電平轉(zhuǎn)換模塊停止工作，從而使IPM驅(qū)動模塊不工作，進而切斷電機，起到電機驅(qū)動保護的作用。通過硬件自檢功能和IPM驅(qū)動模塊的輸出電流對電機驅(qū)動進行雙重保護，大大提高了該電機驅(qū)動保護電路的可靠性。

DSP處理模塊采用DSP芯片實現(xiàn)，由于DSP芯片的驅(qū)動能力有限，因此為能夠控制IPM驅(qū)動模塊，需要通過電平轉(zhuǎn)換模塊提升其驅(qū)動能力。且由于電流采樣模塊得到的電壓信號為余弦信號，為了能夠利用該電壓信號完成對電平轉(zhuǎn)換模塊的控制，達到通過輸出電流對電機驅(qū)動進行保護的目的，通過電壓比較模塊將電壓信號轉(zhuǎn)化為電平信號(方波信號)。

所述的DSP處理模塊還與電流采樣模塊的輸出端相連，用于根據(jù)所述的電壓信號輸出相應的PWM控制信號。

將電流采樣模塊采集得到的電壓信號反饋至DSP處理模塊，利用DSP處理模塊的數(shù)據(jù)處理能力，根據(jù)反饋的電壓信號輸出相應的PWM控制信號，進而控制電機運行狀態(tài)。當出現(xiàn)過流情況時，DSP處理模塊停止輸出PWM控制信號，以保護電機不受損壞，此檢測為軟件閉環(huán)檢測。

所述DSP處理模塊輸出6路PWM控制信號。

所述DSP處理模塊包括TMS320F28232芯片，所述TMS320F28232芯片的TZ引腳與IPM驅(qū)動模塊的硬件故障輸出端口連接。