专利名称：变频器电流保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电流保护电路，具体地说是涉及一种用于保护变频器工作的
电流保护电路。
背景技术：
在变频器系统中，电气绝缘损坏或机械故障都可能使变频器因过电流而损坏，过
电流故障一直是变频器最常见的故障，也是损坏变频器的最主要原因。输出短路、绕组损
坏、负载堵转、电机加速过快、开关器件失效或干扰造成的误导通都能导致变频器过电流。 在小型变频器系统中，对电流故障的保护主要有以下三种方法 1.采用熔断器保护结构最简单，但是保护精度低，保护动作慢，不能实现快速保
护，尤其是不能直接保护M0SFET和IGBT等熔断时间小的器件。 2.数字采样保护采用数字采样对变频器电流进行高精度采样计算，输入保护控 制信号，其特点是精度高，但是可靠性差，在过电流故障时控制器往往不能正常工作，此时 的保护信号也就不正常，不能对M0SFET和IGBT等进行可靠保护； 3.模拟电路直接保护能够对M0SFET和IGBT等进行可靠快速的保护，然而现有 的保护电路对电流采样不能很好的线性隔离放大，且保护信号输出容易受干扰信号和瞬间 尖峰电流影响而误动作。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种变频器电流保护电路，能够通过模拟电路对变频
器的电流信号进行采集、放大和比较来输出变频器保护信号，且具有较好的线性隔离和抗
干扰性能，工作更可靠。 本实用新型的技术方案是 提供一种变频器电流保护电路，包括电流电压转换电路，保护输出电路，信号放大 电路，与信号放大电路输出端电连接的比较电路，还包括电连接于电流电压转换电路与 信号放大电路之间的光电隔离电路，电连接于比较电路与保护输出电路之间的延时处理电 路。 本实用新型的有益效果是 如上述的结构，因为本实用新型的变频器电流保护电路包括光电隔离电路，通过 光电隔离电路将电流电压转换电路输出的采样电压信号进行光电隔离，将变频器输出端的 采样电路与后级电路在电气上完全隔离，再输出到信号放大电路进行放大，从而有效避免 了后级电路对前级变频器电路可能产生的反馈和干扰，大大提高电路工作的可靠性。 如上述的结构，因为本实用新型的变频器电流保护电路包括延时处理电路，通过 延时处理电路对比较电路输出的过电流保护信号进行延迟处理，若过电流保护信号在设定 的延迟时间过后依然存在(即保持高电平状态)，再输出控制信号给保护输出电路控制变 频器关闭，保护变频器的工作。这样就有效避免了一些干扰信号或瞬间尖峰电流造成的保护电路误动作，保证变频器的正常工作。
图1是本实用新型变频器电流保护电路一实施例的结构示意图； 图2是本实用新型变频器电流保护电路中电流电压转换电路和光电隔离电路一
实施例的结构示意图； 图3是本实用新型变频器电流保护电路中信号放大电路一实施例的结构示意图； 图4是本实用新型变频器电流保护电路中比较电路一实施例的结构示意图； 图5是本实用新型变频器电流保护电路中延时处理电路一实施例的结构示意图； 图6是本实用新型变频器电流保护电路中保护输出电路一实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的结构特征。 图1是本实用新型变频器电流保护电路一实施例的结构示意图。如图1所示，本 实用新型变频器电流保护电路，它包括电流电压转换电路l，与电流电压转换电路1电连 接的光电隔离电路2，与光电隔离电路2电连接的信号放大电路3，与信号放大电路3电连 接的比较电路4，与比较电路4电连接的延时处理电路5，与延时处理电路5电连接的保护 输出电路6。所述光电隔离电路2中置有光电隔离芯片201。 图2是本实用新型变频器电流保护电路中电流电压转换电路1和光电隔离电路2 一实施例的结构示意图。如图2所示，电流电压转换电路1通过串联在变频器主回路的采 样电阻Rs，将电流信号转换为电压信号，并输出给光电隔离电路2，光电隔离电路2通过运 算放大器A1对输入信号进行放大并将电压信号转换成电流信号输入到光电隔离芯片201 中进行光电隔离，隔离后的电流信号经过运算放大器A2放大并转换成与变频器电流大小 对应的电压信号Vi，输出给信号放大电路3。 在本实施例中，所述光电隔离芯片201是采用由安捷伦公司提供的高性能线性光 耦HCNR201，实现变频器输出端电流信号和控制电路的隔离。光耦HCNR201的带宽范围从直 流到lMHz，非线性小于0.01X，温度系数-65ppm/。C。图中Ipdl和Ipd2表示发光二极管 LED的输入电流IF和光敏二极管Pdl 、Pd2的反向电压处在额定值时光敏二极管Pdl 、Pd2中 流过的电流，Ipdl和Ipd2的大小与IF成线性关系。如果发光二极管LED的输出光强发生 改变，那么放大器Al就会通过负反馈回路Cl进行控制调节IF，使IF保持稳定。由于Ipdl 和Ipd2的大小与IF成线性关系，即电流Ipdl和Ipd2也随IF保持稳定。这样在光敏二极 管Pd2上得到与变频器母线电流信号大小相对应的电流后，输出给运算放大器A2进行放大 并转换成和变频器电流大小对应的电压信号Vi。 图3是本实用新型变频器电流保护电路中信号放大电路3 —实施例的结构示意 图。如图3所示，从光电隔离电路2输出的电压信号Vi进入信号放大电路3进行放大，其 放大倍数通过可调电阻R6设定，放大后的电压信号Vo输出给比较电路4。 图4是本实用新型变频器电流保护电路中比较电路4 一实施例的结构示意图。如 图4所示，电压信号Vo输入到比较电路4中的运算放大器A4，并与通过电阻R7和R8设定 的标准电压参考值进行比较，在运算放大器A4的输出端得到过电流保护信号Ql。[0025] 图5是本实用新型变频器电流保护电路中延时处理电路5 —实施例的结构示意 图。本实施例中，延时处理电路5采用一单稳态触发电路，如图5所示，由比较电路4输出 的过电流保护信号Ql进入延时处理电路5中的单稳态触发芯片74123，单稳态触发芯片 74123有两种输入，A为低电平有效，B为高电平有效，单稳态触发后的脉冲宽度(即延时处 理电路的延迟时间)由电阻R10和电容C3决定。图中A通过与地相连固定为低电平，单稳 态触发则由Ql信号的上升沿来触发。当变频器正常运行时，电流较小，过电流保护信号Ql 输出为低电平，单稳态触发芯片74123的输出信号Q2为稳态高电平，此时延时处理电路5 输出信号Ki输出为低电平。当变频器电流过大时，过电流保护信号Q1输出为高电平，输出 端Q2被触发至暂稳态输出低电平脉冲，此时延时处理电路5输出信号Ki仍为低电平，经过 延迟时间(由C3和R10决定)后，低电平脉冲结束Q2恢复到稳态的高电平，若此时Ql仍 然为高电平，则Ki输出高电平，发出过电流保护的控制信号；如果Q2恢复稳态的高电平时， 过电流保护信号Q1已回到低电平，则Ki输出仍为低电平，Ql的高电平信号判断为脉冲干 扰信号。通过上述过程对过电流保护信号进行延迟输出，就能够避免一些干扰信号或瞬间 尖峰电流造成的保护电路误动作，保证变频器的正常工作。 图6是本实用新型变频器电流保护电路中保护输出电路6 —实施例的结构示意 图。如图6所示，当延时处理电路5输出Ki为高电平时，保护输出电路6中的三极管Tl导 通，三极管Tl的集电极输出关断信号，关闭变频器的驱动功率管，保护变频器。
权利要求变频器电流保护电路，包括电流电压转换电路，保护输出电路，信号放大电路，与信号放大电路输出端电连接的比较电路，其特征在于包括电连接于电流电压转换电路与信号放大电路之间的光电隔离电路，电连接于比较电路与保护输出电路之间的延时处理电路。
2. 如权利要求1所述的变频器电流保护电路，其特征在于所述光电隔离电路中置有光 电隔离芯片。
3. 如权利要求1所述的变频器电流保护电路，其特征在于所述延时处理电路为单稳态 触发电路。
专利摘要变频器电流保护电路，包括电流电压转换电路，与电流电压转换电路电连接的光电隔离电路，与光电隔离电路电连接的信号放大电路，与信号放大电路电连接的比较电路，与比较电路电连接的延时处理电路，与延时处理电路电连接的保护输出电路。通过光电隔离电路将变频器电流采样电路和保护控制电路在电气上完全隔离，避免了可能产生的反馈和干扰，提高电路工作的可靠性；通过延时处理电路进行延迟处理，避免了一些干扰信号或瞬间尖峰电流造成的保护电路误动作，保证了变频器的正常工作。
文档编号H02H7/12GK201490702SQ20092020871
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者张国军, 李小海, 王苏源, 赵继敏 申请人:上海睿英电气有限公司