一种保护电路的制作方法

本发明涉及逆变器技术领域，特别是涉及一种保护电路。

背景技术：

航空用逆变器的作用是把飞机上28v直流电变换成115v，400hz交流电给飞机上各种用电设备供电。如果逆变器提供的电压过高会烧坏用电设备，反之，如果逆变器输出的电压过低又会使用电设备无法正常工作。而且这种情况下飞机自检系统无法检测逆变器故障切换到备用逆变器。这样会直接对机上人员造成安全隐患。

目前民用逆变器是通过单片机等智能芯片对输出电压进行保护控制。但是单片机本身的可靠性和抗干扰性不好，不适用于对可靠性和抗干扰要求较高的航空逆变器。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要针对现有技术中逆变器的输出电压保护控制可靠性差的问题，提出一种保护电路。

一种保护电路，包括连接在逆变器的输出端的第一电压保护电路，所述第一电压保护电路包括依序连接的第一比较器、第一延时电路和第二比较器，其中，

所述第一比较器用于接收和比较所述逆变器的输出电压和第一基准电压，以输出第一信号；

所述第一延时电路根据所述第一比较器输出的第一信号进行充电，以改变第一延时电路的输出电压；

所述第二比较器用于接收和比较第二基准电压和所述第一延时电路的输出电压，以输出与所述第一比较器的输出信号相同信号；

所述第二比较器的输出端与所述逆变器的前级控制芯片连接，所述前级控制芯片根据所述二比较器输出的信号控制所述逆变器的工作状态。

上述保护电路，其中，所述第一比较器的同相输入端和反相输入端分别接入所述逆变器的输出电压和第一基准电压，所述保护电路还包括连接在逆变器的输出端的第二电压保护电路，所述第二电压保护电路包括依序连接的第三比较器、第二延时电路和第四比较器，其中，

所述第三比较器的同相输入端和反相输入端分别接入第三基准电压和所述逆变器的输出电压，用于比较所述逆变器的输出电压和第三基准电压，以输出第二信号，所述第三基准电压小于第一基准电压；

所述第二延时电路根据所述第三比较器输出的第二信号进行充电，以改变第二延时电路的输出电压；

所述第四比较器用于接收和比较第四基准电压和所述第二延时电路的输出电压，以输出与所述第三比较器的输出信号相同的信号；

所述第四比较器的输出端与所述逆变器的前级控制芯片连接，所述前级控制芯片根据所述第二比较器和第四比较器输出的信号控制所述逆变器的工作状态。

上述保护电路，其中，当所述第一比较器输出高电平信号时，所述第一延时电路充电，以使所述第一延时电路输出的电压大于所述第二基准电压，所述第二比较器输出高电平信号，所述前级控制芯片控制所述逆变器停止工作；

当所述第三比较器输出高电平信号时，所述第二延时电路充电，以使所述第二延时电路输出的电压大于第四基准电压，所述第四比较器输出高电平信号，所述前级控制芯片控制所述逆变器停止工作；

当所述第一比较器和第三比较器均输出低电平信号时，所述第一延时电路和第二延时电路均不充电，所述逆变器工作。

上述保护电路，其中，所述二比较器的同相输入端和反相输入端分别接入第一延时电路输出的电压和所述第二基准电压；所述第四比较器的同相输入端和反相输入端分别接入第二延时电路输出的电压和所述第四基准电压。

上述保护电路，其中，所述第一延时电路和第二延时电路均包括串联连接的上拉电阻和一接地电容。

上述保护电路，其中，所述第一电压保护电路还包括分别与第一比较器和第二比较器连接的第一基准电压产生电路和第二基准电压产生电路，所述第一基准电压产生电路和第二基准电压产生电路均包括两个第一分压电阻；所述第二电压保护电路还包括分别与所述第三比较器和第四比较器连接的第三基准电压产生电路和第四基准电压产生电路，所述第三基准电压产生电路和第四基准电压产生电路均包括两个第二分压电阻。

上述保护电路，其中，还包括两个分别连接在所述第二比较器和第四比较器的输出端的第一二极管，两个所述第一二极管均与所述逆变器的前级控制芯片连接。

上述保护电路，其中，还包括分压电路和整流滤波电路，所述分压电路的输入端和输出端分别与所述逆变器和接地端连接，包括两个串联的第三分压电阻，所述整流滤波电路的输入端与两个所述第三分压电阻之间的节点连接，输出端与所述第一电压保护电路和第二电压保护电路的输入端连接，所述整流滤波电路包括第二二极管和电容。

本发明实施例通过设置第一比较器比较逆变器的输出电压与阈值电压，根据比较结果输出第一信号，延时电路根据第一比较器输出的电信号进行充电，使第二比较器输出与第一比较器相同的电信号，通过第二比较器输出的电信号控制逆变器的工作状态，从而限定逆变器的输出电压。本实施例还通过设置延时电路避免逆变器的输出电压不稳定的情形下突然停止工作给设备造成一定的损坏。这样逆变器的输出电压超过阈值时，持续一段时间后仍超出阈值，则发出控制信号给逆变器的前级控制芯片停止逆变器工作。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的保护电路的电路示意图；

图2为本发明第二实施例中的保护电路的电路示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

请参阅图1为本发明第一实施例中的保护电路，包括连接在逆变器10的输出端的第一电压保护电路，所述逆变器用于电源电压的直流、交流转换，为供电设备提供需要的交流电。所述第一电压保护电路用于控制逆变器的输出电压，防止其过高或过低。

所述第一电压保护电路包括依序连接的第一比较器u1a、第一延时电路20和第二比较器u1d。所述第一比较器u1a用于接收和比较所述逆变器10的输出电压和第一基准电压u1，以输出第一信号。第一比较器u1a根据逆变器10的输出电压和第一基准电压的大小输出相应的电平信号。第一基准电压为逆变器输出电压的阈值。

所述第一延时电路20根据所述第一比较器u1a输出的第一信号进行充电，以改变第一延时电路的输出电压。当第一信号为高电平信号时，第一延时电路进行充电，当第一信号为低电平信号时第一延时电路不进行充电。

所述第二比较器u1d的同相输入端和反相输入端分别接入所述第一延时电路的输出电压和第二基准电压，用于比较第二基准电压u2和所述第一延时电路20的输出电压，以输出与所述第一比较器u1a的输出信号相同信号。当第一比较器u1a输出的第一信号为高电平信号时，第一延时电路20进行充电，充电后输出的电压大于第二基准电压，第二比较器u1d输出高电平信号。反之，第一比较器u1a输出的第一信号为低电平信号时，第一延时电路20不充电，器输出的电压小于第二基准电压u2，第二比较器输u1d出低电平信号。

所述第二比较器u1d的输出端与所述逆变器10的前级控制芯片11连接，所述前级控制芯片11根据所述第二比较器输出的信号控制所述逆变器10的工作状态。当第二比较器u1d输出高电平信号时，逆变器10的前级控制芯片11控制逆变器10停止工作。

本实施例通过设置第一比较器比较逆变器的输出电压与阈值电压，根据比较结果输出第一信号，延时电路根据第一比较器输出的电信号进行充电，使第二比较器输出与第一比较器相同的电信号，通过第二比较器输出的电信号控制逆变器的工作状态，从而限定逆变器的输出电压。本实施例还通过设置延时电路避免逆变器的输出电压不稳定的情形下突然停止工作给设备造成一定的损坏。这样逆变器的输出电压超过阈值时，持续一段时间后仍超出阈值，则发出控制信号给逆变器的前级控制芯片停止逆变器工作。

请参阅图2，为本发明第二实施例中的保护电路，包括并连接在逆变器10的输出端的第一电压保护电路和第二电压保护电路。

所述第一电压保护电路包括依序连接的第一比较器u1a、第一延时电路20和第二比较器u1d。所述第一比较器u1a的同相输入端和反相输入端分别接入所述逆变器的输出电压和第一基准电压。所述第一比较器u1a用于比较所述逆变器10的输出电压和第一基准电压，并根据比较结果以输出第一信号。所述第一延时电路20根据第一比较器u1a的输出的第一信号改变充电状态，以改变其输出电压的大小。所述第二比较器u1d的同相输入端和反相输入端分别接入所述第一延时电路20输出的电压和第二基准电压，用于比较第二基准电压和所述第一延时电路20的输出电压，以输出与所述第一比较器的输出信号相同信号。

所述第一延时电路20包括串联连接的第一上拉电阻r7和第一接地电容c2，所述第一比较器u1a和第二比较器u1d与所述上拉电阻r7和接地电容c2之间的节点连接。第一延时电路20的延时时间可以通过改变第一接地电容c2参数改变。

所述第一电压保护电路还包括分别与第一比较器u1a和第二比较器u1d连接的第一基准电压产生电路和第二基准电压产生电路，所述第一基准电压产生电路和第二基准电压产生电路均包括两个串联连接在电源端和接地端的第一分压电阻。

第一比较器u1a与第一基准电压产生电路的两个第一分压电阻r3，r4之间的节点连接，电源电压通过第一基准电压产生电路的两个第一分压电阻r3，r4进行分压后输出第一基准电压到第一比较器u1a的反相输入端。例如，第一基准电压由r3，r4分压15v直流电取得。调节r3，r4的电压值可以调节第一基准电压的值。

第二比较器u1d与第二基准电压产生电路的两个第一分压电阻r9，r10之间的节点连接，电源电压通过第二基准电压产生电路的两个第一分压电阻r9，r10进行分压后输出第二基准电压至第二比较器u1d的反相输入端。

所述第一电压保护电路还包括连接在所述第二比较器u1d输出端的第一二极管d2，所述第一二极管d2与所述逆变器10的前级控制芯片连接。通过第一二极管d2将第二比较器u1d输出的电信号发送至逆变器10的前级控制芯片。第二比较器u1d与第一二极管d2之间还设有一个上拉电阻r13。

所述第二电压保护电路包括依序连接的第三比较器u1b、第二延时电路30和第四比较器u1c。所述第三比较器u1b的同相输入端和反相输入端分别接入第三基准电压和所述逆变器10的输出电压，所述第三比较器u1b用于比较所述逆变器10的输出电压和第三基准电压，以输出第二信号。

所述第二延时电路30根据所述第三比较器u1b输出的第二信号改变充电状态，以改变其输出电压的大小。所述第四比较器u1c的同相输入端和反相输入端分别接入所述第二延时电路30的输出电压和第四基准电压，用于比较第四基准电压和所述第二延时电路的输出电压，以输出与所述第三比较器相同的信号。

所述第二延时电路30包括串联连接的第二上拉电阻r8和第二接地电容c3，所述第三比较器u1b和第四比较器u1c与所述第二上拉电阻r8和第二接地电容c3之间的节点连接。第二延时电路30的延时时间可以通过改变第二接地电容c3的参数进行改变。

所述第二电压保护电路还包括连接在第三比较器u1b的同相输入端的第三基准电压产生电路以及连接在第四比较器反相输入端的第四基准电压产生电路。所述第三基准电压产生电路和第四基准电压产生电路均包括两个第二分压电阻。通过第三基准电压产生电路和第四基准电压产生电路形成第三比较器u1b和第四比较器u1c中的基准电压。例如，第三基准电压通过第二分压电阻r5，r6分压15v直流电得到，第四基准电压通过第二分压电阻r11，r12分压15v直流电得到。

所述第二电压保护电路还包括连接在所述第四比较器输出端的第一二极管d3，所述第一二极管d3与所述逆变器10的前级控制芯片连接。通过第一二极管d3将第三比较器u1b输出的电信号发送至逆变器10的前级控制芯片。第四比较器u1c与第一二极管d3之间还设有一个上拉电阻r14。

逆变器的前级控制芯片根据第二比较器u1d和第四比较器u1c输出的信号控制所述逆变器的工作状态，当第二比较器u1d和第四比较器u1c输出的信号中至少有一个为高电平信号时，控制逆变器10停止工作。

本实施例中所述第三基准电压小于第一基准电压，第一基准电压和第三基准电压分别为逆变器输出电压的上限值和下限值。当所述逆变器10的输出电压大于所述第一基准电压时，所述第一比较u1a输出高电平信号。此时，由第一上拉电阻r7和第一接地电容c2组成的第一延时电路20开始充电，当第一接地电容c2上的电压充到一定值(比r10上电压值大时)，所述第一比较器u1a输出高电平信号。逆变器10的前级控制芯片控制逆变器10停止工作。

当所述逆变器10的输出电压小于所述第三基准电压时，所述第三比较器u1b输出高电平信号，由第二上拉电阻r8和第二接地电容c3组成的第二延时电路30开始充电，第二接地电容c3上的电压充到一定值时(比r12上电压值大时)第四比较器u1c输出高电平信号。此时，逆变器10的前级控制芯片控制逆变器10停止工作。

当所述逆变器10的输出电压小于所述第一基准电压且大于第三基准电压时，所述第一比较器u1a输出低电平信号，所述第一延时电路20不充电，第一延时电路20输出的电压小于第二基准电压，第二比较器u1d输出低电平信号；同时所述第三比较器u1b输出低电平信号，所述第二延时电路30不充电，所述第二延时电路30输出的电压小于第四基准电压，第四比较器u1c输出低电平信号，无信号通过逆变器10的前级控制芯片，逆变器10工作。

进一步的，所述保护电路还包括分压电路和整流滤波电路，所述分压电路与逆变器连接，包括两个串联的第三分压电阻r1，r2。所述整流滤波电路的输入端与两个所述第三分压电阻r1，r2之间的节点连接，输出端与所述第一电压保护电路和第二电压保护电路的输入端连接。所述整流滤波电路包括一个二极管d1和接地的电容c1。一般航空用的逆变器输出115v，400hz的交流电，经过两个第三分压电阻r1、r2的分压电路得到10v左右交流电。再经过二极管d1和电容c1组成的整流滤波电路后输出正半周期的正电压。

本实施例通过设置第一电压保护电路和第二电保护电路，控制逆变器在规定的输出电压范围内工作。与现有技术相比，本发明利用模拟电路实现了航空用逆变器的过、欠电压保护，电路简单，可靠性高，维修方便。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。