[發明專利]一種電機控制器及其過流保護電路

在審

• 申請號: 201810615378.0
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108599111A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 汪之文;謝紅普;胡世忠;張隨保;劉健
• 申請（專利權）人: 謝紅普
• 主分類號: H02H7/122
• 分類號: H02H7/122;H02M1/32;H02P29/024
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本發明屬于電氣設備及工程技術領域，具體涉及一種電機控制器及其過流保護電路。在電機控制器過流保護電路增設了賦值模塊及延時電路，賦值模塊位于微處理器內部，可以靈活的調整過流保護的閥值；延時電路用于提供三個上橋功率開關管和三個下橋功率開關管的關斷時間間隔；兩種措施都可以顯著減小功率回路寄生電感的感生電勢，更為可靠有效的解決了功率開關管過流損壞的問題。

技術領域

本發明屬于電氣設備及工程技術領域，具體涉及一種電機控制器及其過流保護電路。

背景技術

對于一般的電機控制器，例如：變頻器，車輛控制器等，普遍采用的功率拓撲回路是三相逆變橋，將直流母線電壓逆變為三相交流輸出電壓以驅動電機運行，目前三相逆變橋普遍使用的功率開關管是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，功率開關管的安全可靠性對于電機控制器的安全運行起著關鍵作用。電機控制器使用過程中，由于電機的絕緣損壞，外部接線短路等原因會引起電機控制器輸出過流，過大的輸出電流導致功率開關管發熱，如果不及時關斷功率開關管將導致功率開關管過熱損壞。

在功率開關管關斷時，功率回路的寄生電感將產生感生電勢，感生電勢的大小與回路的寄生電感量成正比，與回路的電流變化量成正比，與功率開關管的關斷時間成反比；該感生電勢與母線電壓將一起疊加在功率開關管的集電極和發射極之間，使得功率開關管集電極和發射極兩端的電壓可能超過功率開關管耐壓值，導致功率開關管過壓損壞。普遍的，MOSFET的耐壓和耐電流能力與其本身的溫度有關，溫度越高，耐壓越高，耐電流能力越低；溫度越低，耐壓越低，耐電流能力越高。

目前電機控制器輸出過流保護的主要方式是采樣輸出電流信號，電流信號經過電路調理后送到過流比較器，并與預先設定的硬件過流電壓基準進行比較輸出過流信號，通過過流信號鎖存器鎖存，然后將鎖存器輸出連接到功率開關管門極驅動信號緩沖器的使能端，同時關斷由微處理器輸出的六路功率開關管門極驅動信號，具體框圖見附圖1。

該電機控制器過流保護的方法存在的問題是在電機控制器運行過程中，當功率回路寄生電感較大，控制器的功率模塊溫度較低或直流母線電壓較高時，功率開關管發生過流，關斷功率開關管時，仍有可能引起功率開關管過壓損壞。

基于上述問題，一般采用降低過流發生時功率開關管的門極關斷速度來降低功率開關管關斷時寄生電感產生的感生電勢。但是該方法需要復雜的電路或者成本較高的專用門極驅動芯片來實現，可靠性較差或者成本較高。

發明內容

為了更可靠有效的解決功率開關管過流損壞的問題，本發明提出一種電機控制器過流保護電路及具有該過流保護電路的電機控制器。

本發明的技術解決方案是提供一種電機控制器過流保護電路，其特殊之處在于：包括電流信號采樣電路、電流信號調理電路、微處理器、過流信號鎖存器、延時電路、三相上橋門極驅動信號緩沖器、三相下橋門極驅動信號緩沖器以及三相逆變單元；

上述微處理器包括過流比較器、DAC轉換器(Digital-to-Analog Converter，以下簡稱DAC轉換器)及賦值模塊；上述賦值模塊用于根據控制器功率模塊的溫度、控制器的輸出電流或直流母線電壓設定過流電壓基準；賦值模塊的輸出端通過DAC轉換器與過流比較器的同相輸入端連接；