专利名称：一种变频电机驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机驱动电路，特别是一种变频电机驱动电路。
背景技术：
现有的变频电机驱动电路包括总线直流电源、功率模块、电机、MCU (Micro Control Unit，又称微控制器)，总线直流电源与功率模块，一股为IPMdntelligent Power Module，智能功率模块)或IGBTansulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，连接，总线直流电源输出的直流经功率模块处理转变成驱动电机运转用的三相交流电源，MCU通过与功率模块连接驱动电机运转。在变频电机运转过程中会产生反电动势，转速越高反电动势越高。通常情况下，由 MCU的变频软件实时对反电动势进行监测并加以处理。然而当MCU发生死机或变频软件程序跑飞时，MCU则失去对反电动势进行监测并加以处理的能力，特别当电机在高速运转过程中，发生MCU死机或变频软件程序跑飞时，电机产生的反电动势很高，造成总线直流电压过高，一旦总线直流电压值超过功率模块IPM或IGBT的最高耐压值时，整个电机驱动电路将被击穿烧毁。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种变频电机驱动电路，实现了过压保护功能，避免电机驱动电路受到损坏。本实用新型的技术方案为一种变频电机驱动电路，包括总线直流电源、功率模块、MCU、电机，总线直流电源与功率模块连接，总线直流电源输出的直流经功率模块处理转变成驱动电机运转用的三相交流电源，MCU通过与功率模块连接驱动电机运转，其特征在于在总线直流电源输出端与 MCU输出端之间设有过压保护电路。优选地，所述的过压保护电路包括电压监测电路、电平锁定电路，总线直流电源输出端、电压监测电路、电平锁定电路、MCU输出端依次连接。优选地，所述的电压监测电路包括电压比较器，电压比较器包括至少两个电压输入端，一个电平输出端。优选地，总线直流电源输出端经分压电阻分压后作为电压比较器的一个电压输入端，+V经过分压电阻分压后作为电压比较器的另一个电压输入端，作为电压比较器的电压保护阀值，可以针对实际需求通过+V值以及分压电阻阻值具体设定。优选地，所述的电平锁定电路包括总线驱动器，电压监测电路的电平输出端、总线驱动器、MCU输出端依次连接。优选地，所述的电压比较器还包括滞回电阻，滞回电阻连接在电平输出端、其中一个电压输入端之间，滞回电阻起电压滞回作用，保护电压比较器的预定电平输出。优选地，所述的电平输出端还连接有上拉电阻，进一步确保电压比较器的预定电平输出。优选地，所述的总线驱动器为三态门电路。本实用新型所述的总线驱动器为三态门电路，属于集成电路。所谓三态门电路，即其输出有三种状态低电平、高电平和高阻态。 三态门电路除电源脚和地脚外有3个引脚，其中两个为输入脚，一个为输出脚。两个输入脚中的其中一个是控制脚，也称作使能脚。除使能脚外，输入脚和输出脚一一对应，二者的关系为同相或反相。。在使能的情况下，该三态门电路的输出脚与输入脚同相或反相；在不使能的情况下，无论输入脚情况如何，输出脚为高阻态，即为高阻输出状态。本实用新型所述的三态门电路为常用电路，详细工作原理在此不加赘述。本实用新型所述的+V是指直流电源。本实用新型的工作原理和优点通过电压监测电路对总线直流电压进行实时监测，当总线直流电压值超出一定阀值时，电平锁定电路替代MCU控制功率模块控制电机，强制对电机进行制动放电，当电压监测电路监测到总线直流电压处于正常范围时，电平锁定电路处于高阻输出状态，MCU控制功率模块正常驱动电机运转。本实用新型按照以上工作原理实时对总线直流电压值进行监测，当总线直流电压值超过一定阀值时，具备过压保护功能，避免电机驱动电路受到损坏。
附图1是现有变频电机驱动电路模块框图；附图2是本实用新型提供的变频电机驱动电路模块框图；附图3是本实用新型实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
如图2和图3所示，本实施例变频电机驱动电路包括总线直流电源+310V、功率模块IPM、MCU、电机，+310V总线直流电源与功率模块IPM连接，+310V电源经功率模块IPM后转变成驱动电机运转的三相交流电源，分别为U相、V相、W相驱动电机运转，MCU与功率模块IPM连接，其中在+310V电源输出端与MCU输出端之间设有电压监测电路、电平锁定电路，+310V电源输出端、电压监测电路、电平锁定电路、MCU输出端依次连接。所述的电压监测电路包括电压比较器U303，电压比较器U303包括管脚2、管脚3、 管脚1，其中管脚2、管脚3作为电压比较器U303的两个电压输入端，管脚1作为电压比较器U303的电平输出端。+310V电源输出端经分压电阻R117、R118、R119分压后，R118输出端与电压比较器U303的管脚2连接，+5V电源经分压电阻R355、R353分压后，R355输出端与电压比较器U303的管脚3连接，管脚3电压即为本实施例设定的电压保护阀值，其中 +310V电源输出端、R117、R118、R119依次串联，R119接地，+5V电源输出端、R355, R353依次串联，R353接地。电压比较器U303的管脚1与电压比较器U303的管脚3之间还连接有起电压滞回作用的滞回电阻R356。所述的电平锁定电路包括总线驱动器U304，电压比较器U303的管脚1、总线驱动器U304、MCU输出端依次连接。进一步确保电压比较器U303的预定电平输出，电压比较器 U303的管脚1与总线驱动器U304的连接处还连接有上拉电阻R3M，上拉电阻R3M另一端与+5V电源连接。[0022]通过本实施例进一步解释本实用新型的工作原理正常情况下，总线直流电源电压虽受到反电动势影响，仍然处于允许范围内时，总线直流电源电压经过分压电阻分压后与电压比较器U303的管脚2连接，电压比较器U303的管脚2电压低于电压比较器U303的管脚3电压，电压比较器U303的管脚1输出高电平，总线驱动器U304处于输出高阻状态， MCU通过功率模块IPM正常驱动电机；当MCU死机或MCU变频软件程序跑飞，且电机产生的反电动势过高，造成总线直流电源电压过高，最终导致电压比较器U303的管脚2电压高于电压比较器U303的管脚3电压，电压比较器U303的管脚1输出低电平，管脚1输出的低电平激活总线驱动器U304，总线驱动器U304锁定MCU对于功率模块IPM的输出端，由总线驱动器U304控制功率模块IPM对电机进行强制性制动放电，直至反电动势降低至允许范围内，即总线直流电压值降低至一定阀值以下，电压监测电路中的电压比较器U303的管脚2 电压低于电压比较器U303的管脚3电压，电压比较器U303的管脚1输出高电平，总线驱动器U304处于输出高阻状态，功率模块IPM的控制权还给MCU，即MCU通过功率模块IPM驱动电机。本实施例根据电压监测电路实时监测总线直流电压的变化情况选择功率模块IPM的控制权，正常情况下，MCU享有功率模块IPM的控制权，当监测到的经分压后的总线直流电压值超出设定的电压保护点后，由总线驱动器U304享有功率模块IPM的控制权。本实施例总线驱动器U304为低电平使能电路，当电压监测电路中的电压比较器 U303的管脚1输出低电平时，总线驱动器U304的输出脚与输入脚同相，由总线驱动器U304 享有功率模块IPM的控制权；当电压监测电路中的电压比较器U303的管脚1输出高电平时，总线驱动器U304处于输出高阻状态，MCU享有功率模块IPM的控制权。本实用新型并不局限于上述具体的实施例，它还有很多变化或改型，如电压比较器的输入端基准，即其电压保护阀值的设置，但都不脱离本实用新型的实质精神和范围，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种变频电机驱动电路，包括总线直流电源、功率模块、MCU、电机，总线直流电源与功率模块连接，总线直流电源输出的直流经功率模块处理转变成驱动电机运转用的三相交流电源，MCU通过与功率模块连接驱动电机运转，其特征在于在总线直流电源输出端与 MCU输出端之间设有过压保护电路。
2.如权利要求1所述的一种变频电机驱动电路，其特征在于所述的过压保护电路包括电压监测电路、电平锁定电路，总线直流电源输出端、电压监测电路、电平锁定电路、MCU 输出端依次连接。
3.如权利要求1所述的一种变频电机驱动电路，其特征在于所述的电压监测电路包括电压比较器，电压比较器包括至少两个电压输入端，一个电平输出端。
4.如权利要求1所述的一种变频电机驱动电路，其特征在于所述的电平锁定电路包括总线驱动器，电压监测电路的电平输出端、总线驱动器、MCU输出端依次连接。
5.如权利要求3所述的一种变频电机驱动电路，其特征在于总线直流电源输出端经分压电阻分压后作为电压比较器的一个电压输入端，+V经过分压电阻分压后作为电压比较器的另一个电压输入端。
6.如权利要求3所述的一种变频电机驱动电路，其特征在于所述的电压比较器还包括滞回电阻，滞回电阻连接在电平输出端、其中一个电压输入端之间。
7.如权利要求3所述的一种变频电机驱动电路，其特征在于所述的电平输出端还连接有上拉电阻。
8.如权利要求4所述的一种变频电机驱动电路，其特征在于所述的总线驱动器为三态门电路。
专利摘要本实用新型涉及一种电机驱动电路，特别是一种变频电机驱动电路，包括总线直流电源、功率模块、MCU、电机，总线直流电源与功率模块连接，总线直流电源输出的直流经功率模块处理转变成驱动电机运转用的三相交流电源，MCU通过与功率模块连接驱动电机运转，在总线直流电源输出端与MCU输出端之间设有过压保护电路，本实用新型通过电压监测电路实时对总线直流电压值进行监测，当总线直流电压值超过一定阀值时，具备过压保护功能，避免电机驱动电路受到损坏。
文档编号H02H9/04GK202268842SQ20112030668
公开日2012年6月6日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者刘猛, 徐柳春, 王超 申请人:无锡艾柯威科技有限公司