一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高性能矢量变频器检测领域，尤其涉及一种用于高性能矢量变频器的 输出电压和频率检测电路。
【背景技术】
[0002] 在积极推进节能减排、加强低碳化工业生产的大环境下，变频器特别是高性能矢 量变频器的开发和应用成为必然。
[0003] 矢量控制的变频器常常需要停机再启动，变频器残压检测功能的好坏决定了此时 动态过渡过程的稳定性以及快速性；因此变频器输出线电压检测电路和输出频率检测电 路，在高性能矢量变频器开发中非常关键。
[0004] 现有技术中高性能矢量变频器的输出电压检测技术方案中，大部分厂家的思路基 本上大同小异，如图1所示为现有技术中高性能矢量变频器的输出电压检测电路原理图， 由图1可知，变频器输出电压U、V和W三相，图1中输入的U和W两相，现有技术中高性能 矢量变频器的输出电压检测方案中，在同相和反相两个输入端同时加入2. 5V电位抬升电 路，直接大电阻引入后采样得到输出电压，甚至很多变频器并没有输出电压检测这一电路 环节，在残压检测电路方面国内外顶尖产品的设计上也是采用检测脉冲电路，没有考虑优 化电路，将残压检测电路优化的同时融入输出电压检测电路。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例的目的在于提供一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检 测电路，所要解决的技术问题是：通过优化，设计成一种电路既满足残压检测，又可以实现 输出电压和频率检测的多项检测电路，并针对细节进行高可靠性改进设计，以满足普通高 性能矢量控制变频器的残压检测的需求。
[0006] 本发明实施例是这样实现的，一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检测 电路，所述检测电路包括：差分放大电路模块、带加法功能的比例放大电路模块、反向放大 电路模块和比较器模块；
[0007] 所述差分放大电路模块包括第一运算放大器及其外围电路，所述第一运算放大器 的两个输入端分别连接变频器的三相输出电压中的两相，输出端连接所述带加法功能的比 例放大电路模块；
[0008] 所述带加法功能的比例放大电路模块包括第二运算放大器及其外围电路，所述第 二运算放大器的反相输入端连接所述差分放大电路模块的输出端，正相输入端连接+2. 5V 电压，输出端连接所述放大器电路模块和所述比较器模块；
[0009] 所述反向放大电路模块包括第三运算放大器及其外围电路，所述第三运算放大器 的反相输入端连接所述带加法功能的比例放大电路模块的输出端，正相输入端接地，输出 端输出所述变频器的输出电压；
[0010] 所述比较器模块包括比较器及其外围电路，所述比较器的正相输入端连接所述带 加法功能的比例放大电路模块的输出端，反相输入端通过电阻后连接+2.5V电压，输出端 输出所述变频器的输出频率信号。
[0011] 本发明提供的一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检测电路的第一优 选实施例中：所述第一运算放大器U6A的外围电路包括：
[0012] 输入电阻R41、电阻R43和R49、钳位保护二极管D7和D9、去差模干扰电容C25、反 馈电阻R53、电源滤波去耦电容C23和C28以及输出限流保护电阻R46 ;
[0013] 所述输入电阻R41 -端连接+2. 5V电压，另一端连接所述第一运算放大器U6A的 正相输入端；
[0014] 所述电阻R43和R49为兆欧级电阻，所述电阻R43 -端连接所述变频器的输出电 压的W相，另一端连接所述第一运算放大器U6A的正相输入端；所述电阻R49-端连接所述 变频器的输出电压的U相，另一端连接所述第一运算放大器U6A的反相输入端；
[0015] 所述钳位保护二极管D7和D9分别连接所述第一运算放大器U6A的正相输入端和 反相输入端；
[0016] 所述去差模干扰电容C25两端分别连接所述第一运算放大器U6A的正相输入端和 反相输入端；
[0017] 所述反馈电阻R53两端分别连接所述第一运算放大器U6A的反相输入端和输出 端；
[0018] 所述电源滤波去耦电容C23 -端接地，另一端连接所述第一运算放大器U6A的正 电源端，所述电源滤波去耦电容C23与所述第一运算放大器U6A的正电源端的连接点还连 接有+15V电压；所述电源滤波去耦电容C28 -端接地，另一端连接所述第一运算放大器 U6A的负电源端，所述电源滤波去耦电容C28与所述第一运算放大器U6A的负电源端的连接 点还连接有-15V电压；
[0019] 所述输出限流保护电阻R46连接于所述第一运算放大器U6A的输出端和所述反馈 电阻R53之间。
[0020] 本发明提供的一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检测电路的第二优 选实施例中：所述第一运算放大器U6A的外围电路包括：
[0021] 输入匹配电阻R40、电阻R42和R47、反馈电阻R51、去差模干扰电容C24以及输出 钳位保护二极管D8;
[0022] 所述输入匹配电阻R47 -端连接所述差分放大电路模块，另一端连接所述第二运 算放大器U6B的反相输入端；所述电阻R40和所述电阻R42并联后一端连接+2. 5V电压，另 一端连接所述第二运算放大器U6B的正相输入端；
[0023] 所述反馈电阻R51两端分别连接所述第二运算放大器U6B的反相输入端和输出 端；
[0024] 所述去差模干扰电容C24两端分别连接所述第二运算放大器U6B的正相输入端和 反相输入端；
[0025] 所述输出钳位保护二极管D8连接所述第二运算放大器U6B的输出端。
[0026] 本发明提供的一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检测电路的第三优 选实施例中：所述第三运算放大器U8A的外围电路包括：输入匹配电阻R54和电阻R56、反 馈电阻R57、滤波电容C33、电源去耦滤波电容C30和C32以及输出低通滤波电阻R55和电 容 C31 ;
[0027] 所述输入匹配电阻R54 -端接地，另一端连接所述第三运算放大器U8A的的正相 输入端；所述输入匹配电阻R56 -端连接所述带加法功能的比例放大电路模块，另一端连 接所述第三运算放大器U8A的反相输入端；
[0028] 所述反馈电阻R57和所述滤波电容C33并联后两端分别连接所述第三运算放大器 U8A的反相输入端和输出端；
[0029] 所述电源去耦滤波电容C30 -端接地，另一端连接所述第三运算放大器U8A的正 电源端，所述电源去耦滤波电容C30与所述第一运算放大器U8A的正电源端的连接点还连 接有+15V电压；所述电源去耦滤波电容C32 -端接地，另一端连接所述第一运算放大器 U8A的负电源端，所述电源去耦滤波电容C32与所述第一运算放大器U8A的负电源端的连接 点还连接有-15V电压；
[0030] 所述输出低通滤波电阻R55 -端连接所述第三运算放大器U8A的输出端，另一端 连接所述电容C31的一端，所述电容C31的另一端接地，所述输出低通滤波电阻R55与所述 电容C31的连接点输出，得到所述变频器的输出线电压值。
[0031] 本发明提供的一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检测电路的第四优 选实施例中：所述比较器U7的外围电路包括：输入电阻R45、阻抗匹配电阻R50和R52、滤波 电容C29、电容C26、可靠比较用输入输出跨接的大容量电阻R39,输出滤波电阻R48和电容 C27以及上拉电阻R44 ;
[0032] 所述输入电阻R45-端连接所述带加法功能的比例放大电路模块，另一端连接所 述比较器U7的正相输入端；
[0033] 所述阻抗匹配电阻R50 -端连接+2. 5V电压，另一端连接所述比较器U7的反相输 入端；
[0034] 所述电阻R52与所述滤波电容C29并联后一端接地，另一端通过所述电容C26连 接所述比较器U7的正相输入端；