變頻器的輸出過流保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種變頻器的輸出過流保護(hù)電路，其包括：與變頻器的正極母線串聯(lián)的分流器，包括陽極、陰極、集電極、發(fā)射極的光耦合器，第一電阻，以及用于獲取分流器兩端壓差并當(dāng)壓差大于預(yù)設(shè)值時(shí)閉合的開關(guān)模塊；其中，光耦合器的陽極與變頻器的正極母線電連接，光耦合器的陰極經(jīng)開關(guān)模塊與變頻器的負(fù)極母線電連接，光耦合器的集電極經(jīng)第一電阻與外部直流電源VCC電連接，光耦合器的集電極還與變頻器的控制板電連接，光耦合器的發(fā)射極接地；開關(guān)模塊的檢測端與分流器的兩端電連接。
【專利說明】
變頻器的輸出過流保護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻器的輸出過流保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器自身有很多的保護(hù)功能，過電流、過電壓、欠電壓、對地短路、電源缺相、過熱及過載等。其中，以上除了過欠壓保護(hù)、缺相保護(hù)與電壓有關(guān)系外，過電流，對地短路，過熱，過載保護(hù)與過電流都有直接或間接的關(guān)系。因此過電流保護(hù)這個(gè)項(xiàng)目在變頻裝置中就顯得尤為的重要。目前國內(nèi)變頻器在過電流保護(hù)都是依賴于傳統(tǒng)的霍爾傳感器來做檢測，這在小功率的機(jī)型中成本及板子尺寸都不好把控，因此急需一種穩(wěn)定可靠低成本的過流保護(hù)方案來替代傳統(tǒng)的保護(hù)方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要的目的在于:提供一種能夠適用于小功率機(jī)型，并相對降低成本及占用面積的變頻器的輸出過流保護(hù)電路。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種變頻器的輸出過流保護(hù)電路，該變頻器的輸出過流保護(hù)電路包括:與變頻器的正極母線串聯(lián)的分流器，包括陽極、陰極、集電極、發(fā)射極的光耦合器，第一電阻，以及用于獲取所述分流器兩端壓差并當(dāng)所述壓差大于預(yù)設(shè)值時(shí)閉合的開關(guān)模塊;其中，所述光耦合器的陽極與所述變頻器的正極母線電連接，所述光耦合器的陰極經(jīng)所述開關(guān)模塊與所述變頻器的負(fù)極母線電連接，所述光耦合器的集電極經(jīng)所述第一電阻與外部直流電源電連接，所述光耦合器的集電極還與變頻器的控制板電連接，所述光耦合器的發(fā)射極接地;所述開關(guān)模塊的檢測端與所述分流器的兩端電連接。
[0005]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊包括:第一P型三極管、第二 N型三極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、第二電阻、第三電阻及第四電阻;其中，所述第一P型三極管的發(fā)射極經(jīng)所述第二電阻與所述分流器的第一端電連接，所述第一 P型三極管的基極經(jīng)所述第三電阻與所述分流器的第二端電連接，所述第一 P型三極管的集電極與所述第二 N型三極管的基極電連接，所述第二 N型三極管的集電極與所述光耦合器的陰極電連接，所述第二 N型三極管的發(fā)射極與所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極電連接，所述第二 N型三極管的基極經(jīng)所述第四電阻與所述第二穩(wěn)壓二極管的陽極電連接，所述第二穩(wěn)壓二極管的陰極與所述第一 P型三極管的發(fā)射極電連接，所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極與所述第二穩(wěn)壓二極管的陽極、變頻器負(fù)極母線電連接。
[0006]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊還包括用于濾除雜波信號的第一電容;所述第一電容的第一端與所述第一 P型三極管的發(fā)射極電連接，所述第一電容的第二端與所述第一 P型三極管的基極電連接。
[0007]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊還包括用于濾除雜波信號的第二電容;所述第二電容的第一端與所述第二 N型三極管的基極電連接，所述第二電容的第二端與所述第二穩(wěn)壓二極管的陽極電連接。
[0008]優(yōu)選地，變頻器的輸出過流保護(hù)電路還包括用于濾除雜波信號的第三電容;所述第三電容的第一端與所述光耦合器的集電極電連接，所述第三電容的第二端接地。
[0009]優(yōu)選地，變頻器的輸出過流保護(hù)電路還包括限流電阻，所述限流電阻的第一端與所述光耦合器的陰極電連接，所述限流電阻的第二端與所述開關(guān)模塊電連接。
[0010]本實(shí)用新型提供的變頻器的輸出過流保護(hù)電路，該電路通過開關(guān)模塊實(shí)時(shí)檢測分流器兩端的壓差，以判斷變頻器輸出的電流是否過大。當(dāng)變頻器的電流輸出正常時(shí)，開關(guān)模塊斷開，光耦合器不工作，則輸出至變頻器的控制板的過電流保護(hù)使能信號為高電平，變頻器正常輸出。當(dāng)變頻器輸出的電流過大時(shí)，分流器兩端的壓差隨之增大，當(dāng)開關(guān)模塊檢測到的壓差大于預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)模塊閉合，光耦合器啟動(dòng)工作，則輸出至變頻器的控制板過電流保護(hù)使能信號為低電平，變頻器的控制板則控制變頻器鎖定輸出，從而避免過電流造成損失。本實(shí)用新型通過模擬電路實(shí)現(xiàn)輸出過流保護(hù)，且電路簡潔，占用面積小，適用于小功率機(jī)型，且成本低。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型變頻器的輸出過流保護(hù)電路的電路圖。
[0012]本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0013]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0014]本實(shí)用新型提供一種變頻器的輸出過流保護(hù)電路。
[0015]參考圖1，圖1為本實(shí)用新型變頻器的輸出過流保護(hù)電路的電路圖。本實(shí)施例提供的一種變頻器的輸出過流保護(hù)電路。該變頻器的輸出過流保護(hù)電路包括:分流器R、光耦合器U、第一電阻Rl以及開關(guān)模塊I。其中，光耦合器U的陽極與變頻器的正極母線電連接，光耦合器U的陰極經(jīng)開關(guān)模塊I與變頻器的負(fù)極母線電連接，光耦合器U的集電極經(jīng)第一電阻Rl與外部直流電源VCC電連接，光耦合器U的集電極還與變頻器的控制板電連接，光耦合器U的發(fā)射極接地;開關(guān)模塊I的檢測端與分流器R的兩端電連接。
[0016]分流器R用于檢測變頻器正極母線上的電流大小，在本實(shí)施例中，分流器R為毫歐級別的電阻。應(yīng)當(dāng)說明的是，當(dāng)變頻器處于待機(jī)狀態(tài)或者不帶電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過正極母線的電流為0，那么設(shè)在正極母線上的分流器R兩端的壓差也為O。當(dāng)變頻器啟動(dòng)工作且輸出電流逐漸增大時(shí)，該分流器R兩端的壓差也隨之增大。在本實(shí)施例中，通過檢測分流器R兩端的壓差來判定變頻器的輸出電流是否超出預(yù)設(shè)值。
[0017]光耦合器U作為開關(guān)器件，其能夠根據(jù)分流器R兩端壓差是否超出預(yù)設(shè)值來決定變頻器的控制板的過電流保護(hù)使能信號是高電平還是低電平。具體地，光耦合器U包括陽極、陰極、集電極、發(fā)射極。光耦合器U的陽極與變頻器的正極母線電連接，陰極經(jīng)開關(guān)模塊I與變頻器的負(fù)極母線電連接，集電極經(jīng)第一電阻Rl與外部直流電源VCC電連接，集電極還與變頻器的控制板電連接，光耦合器U的發(fā)射極接地。當(dāng)開關(guān)模塊I閉合時(shí)，光耦合器U啟動(dòng)工作，其陽極與陰極導(dǎo)通，從而使得光耦合器U的集電極與發(fā)射極也導(dǎo)通，以拉低過變頻器的控制板的電流保護(hù)使能信號。需要說明的是，當(dāng)變頻器的控制板的電流保護(hù)使能信號被拉低時(shí)，該控制板則控制變頻器鎖定輸出，以及時(shí)避免輸出過電流而造成的損失。
[0018]開關(guān)模塊I作為輸出端過電流的關(guān)鍵檢測部件，該開關(guān)模塊I主要是通過檢測分流器R兩端的壓差來判別變頻器輸出電流是超過預(yù)設(shè)值。當(dāng)開關(guān)模塊I檢測到分流器R兩端的壓差小于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)模塊I斷開，光耦合器U不工作，即集電極與發(fā)射極斷開，變頻器的控制板的電流保護(hù)使能信號抬高。當(dāng)開關(guān)模塊I檢測到分流器R兩端的壓差大于預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)模塊I閉合，光耦合器U啟動(dòng)工作，其集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，即變頻器的控制板的電流保護(hù)使能信號被拉低，變頻器鎖定輸出。
[0019]具體地，開關(guān)模塊I包括:第一P型三極管Ql、第二N型三極管Q2、第一穩(wěn)壓二極管Dl、第二穩(wěn)壓二極管D2、第二電阻R2、第三電阻R3及第四電阻R4。其中，第一P型三極管Ql的發(fā)射極經(jīng)第二電阻R2與分流器R的第一端電連接，第一 P型三極管Ql的基極經(jīng)第三電阻R3與分流器R的第二端電連接，第一 P型三極管Ql的集電極與第二 N型三極管Q2的基極電連接，第二 N型三極管Q2的集電極與光耦合器U的陰極電連接，第二 N型三極管Q2的發(fā)射極與第一穩(wěn)壓二極管Dl的陰極電連接，第二 N型三極管Q2的基極經(jīng)第四電阻R4與第二穩(wěn)壓二極管D2的陽極電連接，第二穩(wěn)壓二極管D2的陰極與第一 P型三極管Ql的發(fā)射極電連接，第一穩(wěn)壓二極管Dl的陽極與第二穩(wěn)壓二極管D2的陽極、變頻器負(fù)極母線電連接。結(jié)合穩(wěn)壓二極管管的工作原理，如圖1所示，相對于負(fù)極母線，a處的點(diǎn)位比c出的點(diǎn)位高18V，相對于負(fù)極母線的電壓，d處的點(diǎn)位比c出的電位高5.1V。工作原理:當(dāng)變頻器處于待機(jī)狀態(tài)或者不帶電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過正極母線的電流1=0，a、b兩處的電位差為0V，此時(shí)第一P型三極管Ql、第二N型三極管Q2處于關(guān)斷狀態(tài)，光耦合器U處于不工作狀態(tài)，過電流保護(hù)使能信號處于高電平，變頻器處于正常狀態(tài)。當(dāng)變頻器帶負(fù)載電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過分流器R電阻的電流就是母線電流，此時(shí)在分流器R上產(chǎn)生的壓差Va-Vb=I*R6，流過母線電流的電流值越大分流器R上產(chǎn)生的壓差越大，當(dāng)壓差達(dá)到0.7V時(shí)滿足Ql導(dǎo)通的條件而使Ql導(dǎo)通。Ql導(dǎo)通后，相對于c處，e處的壓降由第二電阻R2、第四電阻R4以及第一 P型三極管Ql的Vce分壓所得，通過調(diào)節(jié)第二電阻R2、第四電阻R4的阻值使第二N型三極管Q2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，由電路連接可知第二N型三極管Q2導(dǎo)通后光耦合器U也進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)過電流保護(hù)使能信號被拉為低電平，輸入給變頻器的控制板從而封鎖變頻器輸出，起到很好的輸出端過電流保護(hù)的作用。
[0020]本實(shí)用新型提供的變頻器的輸出過流保護(hù)電路，該電路通過開關(guān)模塊I實(shí)時(shí)檢測分流器R兩端的壓差，以判斷變頻器輸出的電流是否過大。當(dāng)變頻器的電流輸出正常時(shí)，開關(guān)模塊I斷開，光耦合器U不工作，則輸出至變頻器的控制板的過電流保護(hù)使能信號為高電平，變頻器正常輸出。當(dāng)變頻器輸出的電流過大時(shí)，分流器R兩端的壓差隨之增大，當(dāng)開關(guān)模塊I檢測到的壓差大于預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)模塊I閉合，光耦合器U啟動(dòng)工作，則輸出至變頻器的控制板過電流保護(hù)使能信號為低電平，變頻器的控制板則控制變頻器鎖定輸出，從而避免過電流造成損失。本實(shí)用新型通過模擬電路實(shí)現(xiàn)輸出過流保護(hù)，且電路簡潔，占用面積小，適用于小功率機(jī)型，且成本低。
[0021 ]進(jìn)一步地，為了避免輸出過流保護(hù)電路誤啟動(dòng)，在本實(shí)施例中，開關(guān)模塊I還包括用于濾除雜波信號的第一電容Cl。第一電容Cl的第一端與第一 P型三極管Ql的發(fā)射極電連接，第一電容Cl的第二端與第一 P型三極管Ql的基極電連接。當(dāng)變頻器中出現(xiàn)雜波尖峰等干擾信號時(shí)，第一電容Cl進(jìn)行濾波處理，從而減小了保護(hù)電路誤啟動(dòng)的概率。同理，開關(guān)模塊I還包括用于濾除雜波信號的第二電容C2;所述第二電容C2的第一端與所述第二 N型三極管Q2的基極電連接，所述第二電容C2的第二端與所述第二穩(wěn)壓二極管D2的陽極電連接。
[0022]進(jìn)一步地，為了避免輸出過流保護(hù)電路誤啟動(dòng)，變頻器的輸出過流保護(hù)電路還包括用于濾除雜波信號的第三電容C3;第三電容C3的第一端與光耦合器U的集電極電連接，第三電容C3的第二端接地。
[0023]更進(jìn)一步地，變頻器的輸出過流保護(hù)電路還包括限流電阻RT，限流電阻RT的第一端與光耦合器U的陰極電連接，限流電阻RT的第二端與開關(guān)模塊I電連接。
[0024]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變頻器的輸出過流保護(hù)電路，其特征在于，包括:與變頻器的正極母線串聯(lián)的分流器，包括陽極、陰極、集電極、發(fā)射極的光耦合器，第一電阻，以及用于獲取所述分流器兩端壓差并當(dāng)所述壓差大于預(yù)設(shè)值時(shí)閉合的開關(guān)模塊;其中，所述光耦合器的陽極與所述變頻器的正極母線電連接，所述光耦合器的陰極經(jīng)所述開關(guān)模塊與所述變頻器的負(fù)極母線電連接，所述光耦合器的集電極經(jīng)所述第一電阻與外部直流電源電連接，所述光耦合器的集電極還與變頻器的控制板電連接，所述光耦合器的發(fā)射極接地;所述開關(guān)模塊的檢測端與所述分流器的兩端電連接。2.如權(quán)利要求1所述的變頻器的輸出過流保護(hù)電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括:第一 P型三極管、第二 N型三極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、第二電阻、第三電阻及第四電阻;其中，所述第一P型三極管的發(fā)射極經(jīng)所述第二電阻與所述分流器的第一端電連接，所述第一 P型三極管的基極經(jīng)所述第三電阻與所述分流器的第二端電連接，所述第一 P型三極管的集電極與所述第二 N型三極管的基極電連接，所述第二 N型三極管的集電極與所述光耦合器的陰極電連接，所述第二 N型三極管的發(fā)射極與所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極電連接，所述第二 N型三極管的基極經(jīng)所述第四電阻與所述第二穩(wěn)壓二極管的陽極電連接，所述第二穩(wěn)壓二極管的陰極與所述第一 P型三極管的發(fā)射極電連接，所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極與所述第二穩(wěn)壓二極管的陽極、變頻器負(fù)極母線電連接。3.如權(quán)利要求2所述的變頻器的輸出過流保護(hù)電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊還包括用于濾除雜波信號的第一電容;所述第一電容的第一端與所述第一 P型三極管的發(fā)射極電連接，所述第一電容的第二端與所述第一 P型三極管的基極電連接。4.如權(quán)利要求2所述的變頻器的輸出過流保護(hù)電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊還包括用于濾除雜波信號的第二電容;所述第二電容的第一端與所述第二 N型三極管的基極電連接，所述第二電容的第二端與所述第二穩(wěn)壓二極管的陽極電連接。5.如權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的變頻器的輸出過流保護(hù)電路，其特征在于，還包括用于濾除雜波信號的第三電容;所述第三電容的第一端與所述光耦合器的集電極電連接，所述第三電容的第二端接地。6.如權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的變頻器的輸出過流保護(hù)電路，其特征在于，還包括限流電阻，所述限流電阻的第一端與所述光耦合器的陰極電連接，所述限流電阻的第二端與所述開關(guān)模塊電連接。
【文檔編號】H02H7/10GK205583660SQ201620253857
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】韋元林
【申請人】深圳市默貝克驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司