具有多路保护的车载逆变器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有多路保护的车载逆变器，包括升压电路、脉冲驱动电路、整流电路、逆变电路、振荡输出电路及保护电路，所述保护电路包括故障检测电路、前级保护电路和后级保护电路，所述故障检测电路在异常发生时输出故障信号，所述前级保护电路依据所述故障信号控制升压电路停止工作的同时，所述后级保护电路依据所述故障信号控制所述逆变电路停止工作。逆变器异常时，可通过前级保护电路控制升压电路停止工作的同时，通过所述后级保护电路控制所述逆变电路停止工作，保护安全可靠。
【专利说明】具有多路保护的车载逆变器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种逆变器，尤其涉及一种具有多路保护的车载逆变器。
【背景技术】
[0002]车载逆变器在使用过程中，由于客户误操作或负载故障可能造成输出端短路或过载，输出短路或过载故障将导致逆变器烧毁甚至威胁负载及使用者的安全。故此，现有技术人员一般采用PWM驱动芯片自带的过流/短路保护接口或，然而，这种方法只能在输出端异常时通过PWM驱动芯片关断升压电路，并不能关断后级的逆变电路，不但在PWM驱动芯片故障时，容易使得保护失效，而且在输出端短路过载时有可能烧毁后级的逆变电路。
[0003]故，急需一种保护可靠的车载逆变器。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种保护可靠的车载逆变器。
[0005]为了实现上有目的，本实用新型公开了一种具有多路保护的车载逆变器，包括将外部直流信号转换为高频交流信号的升压电路、对升压电路提供脉冲控制信号的脉冲驱动电路、将所述高频交流信号转换为直流信号的整流电路、将所述直流信号转换为交流信号的逆变电路、对所述逆变电路提供振荡控制信号的振荡输出电路，以及保护电路，所述保护电路包括故障检测电路、前级保护电路和后级保护电路，所述故障检测电路在异常发生时输出故障信号，所述前级保护电路依据所述故障信号控制升压电路停止工作的同时，所述后级保护电路依据所述故障信号控制所述逆变电路停止工作。
[0006]与现有技术相比，本实用新型在逆变器异常时，可通过前级保护电路控制升压电路停止工作的同时，通过所述后级保护电路控制所述逆变电路停止工作，可防止输出短路过载烧毁后级的几率和输入过压过流烧毁前级的几率，保护安全可靠。
[0007]较佳地，所述后级保护电路包括第一保护支路和/或第二保护支路，所述第一保护支路将所述故障信号输送至振荡输出电路，所述振荡输出电路比较所述故障信号与预设基准信号并在所述故障信号超出预设值时停止输出振荡控制信号，所述第二保护支路包括开关电路和光电隔离电路，所述光电隔离电路将所述振荡控制信号隔离输出至所述逆变电路的控制端；所述开关电路的控制端接所述故障信号，所述开关电路的输入端、输出端分别接所述光电隔离电路的基准电压和电源端，并依据所述故障信号控制所述光电隔离电路的电源端断开电源。在异常发生时，通过第一保护支路可停止振荡输出电路的输出，从而使得逆变电路停止工作，通过第二保护支路关闭光电隔离电路，使得逆变电路及时停止工作，而且通过光电隔离电路有效地将保护控制部分和车载逆变器输出端隔离开来，防止输出端短路时烧毁控制电路，扩大故障范围，且这种保护方式可解决现有保护中PWM驱动芯片失效造成的保护失灵问题，安全可靠。再者，采用单独的光电隔离电路作为逆变电路的驱动部分成本低。
[0008]较佳地，所述前级保护电路包括第三保护支路和/或第四保护支路，所述第三保护支路将所述故障信号输送至脉冲驱动电路，所述脉冲驱动电路比较所述故障信号与预设基准信号并在所述故障信号超出预设值时停止输出脉冲控制信号，所述第四保护支路包括开关电路和光电隔离电路，所述光电隔离电路将所述脉冲控制信号隔离输出至所述升压电路的控制端；所述开关电路的控制端接所述故障信号，所述开关电路的输入端、输出端分别接所述光电隔离电路的基准电压和电源端，并依据所述故障信号控制所述光电隔离电路的电源端断开电源，保护及时、可靠、成本低。
[0009]具体地，所述开关电路包括电阻R1、开关管Q1、开关管Q2和电阻R2，所述电阻Rl将所述故障信号输入至所述开关管Ql的控制端，所述开关管Ql的输入端接所述开关管Q2的控制端，输出端接地，所述开关管Q2的控制端通过电阻R2接基准电压，所述开关管Q2的输入端接基准电压，输出端接所述光电隔离电路的电源端。
[0010]较佳地，所述故障检测电路包括采集电流采集信号的采集电路、将所述电流采集信号转换为电压检测信号并在所述电压采集信号超过预定值时输出故障信号的信号处理电路。
[0011]具体地，所述采集电路包括并联于逆变器输出端和地之间的电阻R7、电阻R8、电阻R9。当然，所述采集电路还可以采集所述直流信号或所述外部直流信号等其他逆变器主电路上的信号。
[0012]具体地，所述故障检测电路的输出端还设有光电隔离输出电路，所述光电隔离输出电路将所述故障信号隔离输出。更具体地，所述光电隔离输出电路包括开关管Q3、光电隔离器U1、电阻R6、电容C3、电容C4和二极管D3，所述光电隔离器Ul的输入侧的一端接基准电压，另一端通过开关管Q3接地，所述开关管Q3的控制端接信号处理电路的输出端；所述光电隔离器Ul的输入侧一端通过电阻R6接基准电压，并通过电容C3接地，另一端分出一第一支路和一第二支路，并通过电容C4接地，所述第一支路输出所述故障信号至第二保护支路，所述第二支路通过二极管D3输出所述故障信号至第一保护支路。
[0013]较佳地，所述振荡输出电路包括脉冲调制芯片，所述故障信号通过后级保护电路接所述脉冲调制芯片的误差放大器的同相输入端。
[0014]较佳地，所述脉冲驱动电路包括脉冲调制芯片，所述故障信号通过前级保护电路接所述脉冲调制芯片的误差放大器的同相输入端。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型所述具有多路保护的车载逆变器的结构框图。
[0016]图2是本实用新型所述双端脉冲调制芯片的引脚图。
[0017]图3是本实用新型所述故障检测电路的电路图。
[0018]图4是本实用新型所述光电隔离输出电路的电路图。
[0019]图5是本实用新型所述第二保护支路的电路图。
[0020]图6是本实用新型所述第四保护支路的电路图。
【具体实施方式】
[0021]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。[0022]参考图1，本实用新型公开了一种具有多路保护的车载逆变器100，包括将外部直流信号DCl转换为高频交流信号ACl的升压电路11、对升压电路11提供脉冲控制信号PWMl的脉冲驱动电路12、将所述高频交流信号PWMl转换为直流信号DC2的整流电路13、将所述直流信号DC2转换为交流信号AC2的逆变电路14、对所述逆变电路14提供振荡控制信号PWM2的振荡输出电路15、及保护电路，所述保护电路包括故障检测电路16、前级保护电路和后级保护电路，所述前级保护电路依据所述故障信号控制升压电路11停止工作的同时，所述后级保护电路依据所述故障信号控制所述逆变电路14停止工作。
[0023]参考图1，所述后级保护电路包括第一保护支路，所述第一保护支路将所述故障信号S2输送至振荡输出电路15，所述振荡输出电路15比较所述故障信号与预设基准信号并在所述故障信号S2超出预设值时停止输出振荡控制信号PWM2。其中，所述第一保护支路可仅为直接将故障信号输送至振荡输出电路15的输送回路，也可以将故障信号进行电压转换后输送至振荡输出电路15。参考图2,本实施例中,所述振荡输出电路15包括双端脉冲调制芯片U3，所述双端脉冲调制芯片U3为TL494或KA7500，所述故障信号S2接所述双端脉冲调制芯片U3的误差放大器的同相输入端。当然，双端脉冲调制芯片U3也可以由其他型号的芯片代替，并不局限于上述芯片。
[0024]参考图1，所述后级保护电路还包括第二保护支路17。参考图5，所述第二保护支路17包括开关电路71和光电隔离电路72，所述光电隔离电路72连接于振荡输出电路15和逆变电路14之间，从而将所述振荡输出电路15输出的振荡控制信号PWM2隔离输送至所述逆变电路14，所述开关电路71的输入端、输出端分别接基准电压和光电隔离电路72之电源端，开关电路71的控制端接故障信号S2，并依据所述故障信号S2关断所述第二保护支路17的输入电源。
[0025]具体地，参考图5，所述光电隔离电路72之光电隔离器U2的信号输入端CATHODE通过电阻R4接收所述振荡控制信号PWM2_in，并通过信号输出端VO将所述振荡控制信号PWM2_out隔离输出至所述逆变电路14的控制端，所述开关电路71的控制端接所述故障信号S2，并依据所述故障信号S2控制所述光电隔离电路72之光电隔离器U2的电源端ADODE断开电源。继续参考图5，所述开关电路71包括电阻R1、开关管Q1、开关管Q2和电阻R2，所述电阻Rl将所述故障信号输入至所述开关管Ql的控制端，所述开关管Ql的输入端接所述开关管Q2的控制端，输出端接地，所述开关管Q2的控制端通过电阻R2接基准电压，输出端接所述光电隔离电路72之光电隔离器U2的电源端AD0DE。
[0026]参考图1，所述前级保护电路包括第三保护支路，所述第三保护支路将所述故障信号输送至脉冲驱动电路12，所述脉冲驱动电路12比较所述故障信号S2与预设基准信号并在所述故障信号S2超出预设值时停止输出脉冲控制信号PWMl。其中，所述第三保护支路可仅为直接将故障信号输送至脉冲驱动电路12的输送回路，也可以将故障信号进行电压转换后输送至脉冲驱动电路12。参考图2，本实施例中，所述脉冲驱动电路12包括双端脉冲调制芯片U3，所述双端脉冲调制芯片U3为TL494或KA7500，所述故障信号S2接所述双端脉冲调制芯片U3的误差放大器的同相输入端。当然，双端脉冲调制芯片U3也可以由其他型号的芯片代替，并不局限于上述芯片。
[0027]参考图1和图6，所述前级保护电路还包括第四保护支路18。参考图6，所述第四保护支路18包括开关电路71和光电隔离电路72，所述光电隔离电路72连接于脉冲驱动电路12和升压电路11之间，从而将所述脉冲驱动电路12输出的脉冲控制信号PWMl隔离输送至所述升压电路11，所述开关电路71的输入端、输出端分别接基准电压和光电隔离电路72之电源端，开关电路71的控制端接故障信号，并依据所述故障信号关断所述第二保护支路17的输入电源。
[0028]具体地，参考图6，所述光电隔离电路72之光电隔离器U2的信号输入端CATHODE通过电阻R4接收所述脉冲控制信号PWM2_in，并通过信号输出端VO将所述脉冲控制信号PWM2_out隔离输出至所述升压电路11的控制端，所述开关电路71的控制端接所述故障信号S2，并依据所述故障信号S2控制所述光电隔离电路72之光电隔离器U2的电源端ADODE断开电源。继续参考图5，所述开关电路71包括电阻R1、开关管Q1、开关管Q2和电阻R2，所述电阻Rl将所述故障信号输入至所述开关管Ql的控制端，所述开关管Ql的输入端接所述开关管Q2的控制端，输出端接地，所述开关管Q2的控制端通过电阻R2接基准电压，输出端接所述光电隔离电路72之光电隔离器U2的电源端AD0DE。
[0029]参考图3，所述故障检测电路16包括采集逆变器输出端Ml信号以获得电流采集信号SI的采集电路61、将所述电流采集信号SI转换为电压检测信号并在所述电压采集信号超过预定值时输出故障信号S2的信号处理单元62，所述信号处理单元62通过输出端A输出故障信号S2。所述采集电路61包括并联于逆变器输出端Ml和地之间的电阻R7、电阻R8、电阻R9。所述采集电路61与所述逆变电路14中开关管的接地端连接。当然，所述采集电路61也可以直接采集所述直流信号DC2、所述外部直流信号DCl。
[0030]具体地，参考图4，所述故障检测电路16的输出端还设有光电隔离输出电路63，所述光电隔离输出电路63将所述故障信号S2隔离输出至所述开关电路71的控制端。所述光电隔尚输出电路63包括开关管Q3、光电隔尚器Ul、电阻R6、电容C3、电容C4和二极管D3,所述光电隔离器Ul的输入侧的一端接基准电压，另一端通过开关管Q3接地，所述开关管Q3的控制端接信号处理电路62的输出端A ;所述光电隔离器Ul的输入侧一端通过电阻R6接基准电压，并通过电容C3接地，另一端分出一第一支路和一第二支路，并通过电容C4接地，所述第一支路通过输出端C输出所述故障信号S2至第二保护支路17和第四保护电路18，所述第二支路通过输出端B通过二极管D3输出所述故障信号SI至第一保护支路和第三保护电路。
[0031]参考图3至图6，本实用新型在逆变器异常时，信号采集电路61采集到的电流采集信号SI经信号处理电路62处理后发出故障信号S2，故障信号S2通过输出端C输出至第二保护支路17和第四保护支路18，即所述故障信号S2输送至开关电路71的输入端，故障信号S2经二极管D1、电阻Rl输送至开关管Ql的控制端以控制开关管Ql开通，由于开关管Ql的输入端与开关管Q2的控制端相连，输出端接地，故将开关管Q2的控制端电压拉低至0V，从而控制开关管Q2关断，由于开关管Q2的控制端还通过电阻R2接5V基准电压，输入端接5V基准电压，输出端接光电隔离器U2的电源端AD0DE，故开关管Q2关断使得光电隔离器U2的电源端ADODE断电，光电隔离器U2停止工作，光电隔离器U2的信号输出端VO无信号输出至逆变电路14和升压电路11，逆变电路14停止工作，升压电路11停止工作，保护及时，而且光电隔离电路14的光电隔离器U2有效的将保护控制端和输出端隔离开来，防止输出端或者逆变器主电路短路、过载时烧毁控制电路，扩大故障范围。再者，采用单独的光电隔离电路成本低。其中，所述光电隔离器U2的电源端ADODE还通过并联的电阻R3、电容Cl接地。
[0032]与此同时，所述故障信号S2还通过输出端B输送至升压电路11和逆变电路14中双端脉冲调制芯片U3的I脚电压，此时双端脉冲调制芯片U3的I脚电压大于2脚，双端脉冲调制芯片U3的9、10脚停止输出脉冲控制信号PWMl和振荡控制信号PWM2，双重保护逆变电路14和升压电路11停止工作，保护可靠。
[0033]综上，在逆变器异常时，本实用新型可通过前级保护电路和后级保护电路同时控制升压电路11和逆变电路14停止工作，防止输出短路过载烧毁后级的几率和输入过压过流烧毁前级的几率，保护安全可靠。
[0034]以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种具有多路保护的车载逆变器，包括将外部直流信号转换为高频交流信号的升压电路、对升压电路提供脉冲控制信号的脉冲驱动电路、将所述高频交流信号转换为直流信号的整流电路、将所述直流信号转换为交流信号的逆变电路、对所述逆变电路提供振荡控制信号的振荡输出电路，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路包括故障检测电路、前级保护电路和后级保护电路，所述故障检测电路在异常发生时输出故障信号，所述前级保护电路依据所述故障信号控制升压电路停止工作的同时，所述后级保护电路依据所述故障信号控制所述逆变电路停止工作。
2.如权利要求1所述的具有多路保护的车载逆变器，其特征在于，所述后级保护电路包括第一保护支路和/或第二保护支路，所述第一保护支路将所述故障信号输送至振荡输出电路，所述振荡输出电路比较所述故障信号与预设基准信号并在所述故障信号超出预设值时停止输出振荡控制信号，所述第二保护支路包括开关电路和光电隔离电路，所述光电隔离电路将所述振荡控制信号隔离输出至所述逆变电路的控制端；所述开关电路的控制端接所述故障信号，所述开关电路的输入端、输出端分别接所述光电隔离电路的基准电压和电源端，并依据所述故障信号控制所述光电隔离电路的电源端断开电源。
3.如权利要求1所述的具有多路保护的车载逆变器，其特征在于，所述前级保护电路包括第三保护支路和/或第四保护支路，所述第三保护支路将所述故障信号输送至脉冲驱动电路，所述脉冲驱动电路比较所述故障信号与预设基准信号并在所述故障信号超出预设值时停止输出脉冲控制信号，所述第四保护支路包括开关电路和光电隔离电路，所述光电隔离电路将所述脉冲控制信号隔离输出至所述升压电路的控制端；所述开关电路的控制端接所述故障信号，所述开关电路的输入端、输出端分别接所述光电隔离电路的基准电压和电源端，并依据所述故障信号控制所述光电隔离电路的电源端断开电源。
4.如权利要求2或3所述的具有多路保护的车载逆变器，其特征在于，所述开关电路包括电阻Rl、开关管Ql、开关管Q2和电阻R2，所述电阻Rl将所述故障信号输入至所述开关管Ql的控制端，所述开关管Ql的输入端接所述开关管Q2的控制端，输出端接地，所述开关管Q2的控制端通过电阻R2接基准电压，所述开关管Q2的输入端接基准电压，输出端接所述光电隔离电路的电源端。
5.如权利要求1所述的具有多路保护的车载逆变器，其特征在于，所述故障检测电路包括采集电流采集信号的采集电路、将所述电流采集信号转换为电压检测信号并在所述电压采集信号超过预定值时输出故障信号的信号处理电路。
6.如权利要求5所述的逆变器短路过载检测电路，其特征在于，所述采集电路包括并联于逆变器输出端和地之间的电阻R7、电阻R8、电阻R9。
7.如权利要求5所述的具有多路保护的车载逆变器，其特征在于，所述故障检测电路的输出端还设有光电隔离输出电路，所述光电隔离输出电路将所述故障信号隔离输出。
8.如权利要求7所述的具有多路保护的车载逆变器，其特征在于，所述光电隔离输出电路包括开关管Q3、光电隔离器U1、电阻R6、电容C3、电容C4和二极管D3,所述光电隔离器Ul的输入侧的一端接基准电压，另一端通过开关管Q3接地，所述开关管Q3的控制端接信号处理电路的输出端；所述光电隔离器Ul的输入侧一端通过电阻R6接基准电压，并通过电容C3接地，另一端分出一第一支路和一第二支路，并通过电容C4接地，所述第一支路输出所述故障信号至第二保护支路，所述第二支路通过二极管D3输出所述故障信号至第一保护支路。
9.如权利要求1所述的具有多路保护的车载逆变器，其特征在于，所述振荡输出电路包括脉冲调制芯片，所述故障信号通过后级保护电路接所述脉冲调制芯片的误差放大器的同相输入端。
10.如权利要求1所述的具有多路保护的车载逆变器，其特征在于，所述脉冲驱动电路包括脉冲调制芯片，所述故障信号通过前级保护电路接所述脉冲调制芯片的误差放大器的同相输入端。
【文档编号】H02H7/122GK203722210SQ201320739563
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】张志枫 申请人:东莞市有有光电有限公司