用于直流变频驱动器的过电流保护方法和过电流保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及过电流保护技术领域，具体而言涉及一种用于直流变频驱动器的过电流保护方法和过电流保护电路。
【背景技术】
[0002]传统的过电流保护方法仅能通过外部电阻分压设置一个固定的过电流保护阀值，该保护阀值通常无法同时兼顾驱动器功率模块电流保护值和电机电流保护值。例如，当驱动器设定的过电流保护阀值为驱动器功率模块电流保护值，且功率模块电流保护值大于电机电流保护值时，电机过电流保护只有纯软件保护；当驱动器设定的过电流保护阀值为电机电流保护值，且功率模块电流保护值大于电机电流保护值时，该电机过电流保护值不能通过软件动态改变，此外更换其他同等功率其他电机时，会由于电机电流保护值的差异，需要调整驱动器硬件电路来改变过电流保护阀值。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，一方面，本发明提供一种用于直流变频驱动器的过电流保护方法。所述过电流保护方法包括:对功率模块的输出电流进行采样形成采样信号；对所述采样信号进行不同放大倍数的放大和低通滤波以生成第一过电流信号和第二过电流信号，其中生成所述第一过电流信号所基于的放大倍数与所述功率模块的过电流阀值相关，生成所述第二过电流信号所基于的放大倍数与电机的过电流阈值相关；基于所述第一过电流信号生成第一中断触发信号；将所述第二过电流信号与所述电机的过电流阈值对应的参考电压进行比较，比较结果作为第二中断触发信号；基于所述第一中断触发信号控制所述功率模块；以及基于所述第二中断触发信号控制所述电机。
[0004]在本发明的一个实施例中，所述电机的过电流阈值动态可调。
[0005]另一方面，本发明还提供一种用于直流变频驱动器的过电流保护电路。所述过电流保护电路包括:采样单元，用于对功率模块的输出电流进行采样形成采样信号；信号处理单元，用于对所述采样信号进行不同放大倍数的放大和低通滤波以生成第一过电流信号和第二过电流信号，其中生成所述第一过电流信号所基于的放大倍数与所述功率模块的过电流阀值相关，生成所述第二过电流信号所基于的放大倍数与电机的过电流阈值相关；信号生成单元，用于基于所述第一过电流信号生成第一中断触发信号；比较单元，用于将所述第二过电流信号与所述电机的过电流阈值对应的参考电压进行比较，比较结果作为第二中断触发信号；以及控制单元，用于基于所述第一中断触发信号控制所述功率模块，并基于所述第二中断触发信号控制所述电机。
[0006]在本发明的一个实施例中，所述电机的过电流阈值为所述控制单元基于所述电机的规格和运行状态计算后通过数模转换而得出。
[0007]在本发明的一个实施例中，所述数模转换所使用的数模转换器包括在所述控制单元内部。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述比较单元包括在所述控制单元内部。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述电机的过电流阈值通过所述控制单元的脉宽调制输出口产生的占空比并外加阻容低通滤波器电路来实现动态可调。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述采样单元包括采样电阻。
[0011]在本发明的一个实施例中，所述信号处理单元包括运算放大器和低通滤波器，并且所述运算放大器为同相放大器。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述信号生成单元为所述功率模块。
[0013]本发明所提供的过电流保护方法和过电流保护电路可以同时满足驱动器功率模块过电流保护和电机过电流保护。
【附图说明】
[0014]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0015]附图中:
[0016]图1示出了根据本发明一个实施例的用于直流变频驱动器的过电流保护电路；以及
[0017]图2示出了根据本发明另一个实施例的用于直流变频驱动器的过电流保护电路。
【具体实施方式】
[0018]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0019]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
[0020]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0021]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0022]一般地，对于一定功率等级的直流变频驱动器，硬件功率模块过电流保护阀值是固定的。该阀值通常比电机过电流保护阀值大，用来保护驱动器硬件自身。而相同功率等级不同生产厂家的电机的过电流保护阀值可能差异较大。因此，很难同时兼顾驱动器功率模块过电流保护和电机过电流保护。
[0023]本发明提供一种用于直流变频驱动器的过电流保护方法。所述过电流保护方法包括:对功率模块的输出电流进行采样形成采样信号；对采样信号进行不同放大倍数的放大和低通滤波以生成第一过电流信号和第二过电流信号，其中生成所述第一过电流信号所基于的放大倍数与所述功率模块的过电流阀值相关，生成所述第二过电流信号所基于的放大倍数与电机的过电流阈值相关；基于第一过电流信号生成第一中断触发信号；将第二过电流信号与电机的过电流阈值对应的参考电压进行比较，比较结果作为第二中断触发信号；基于第一中断触发信号控制功率模块；以及基于第二中断触发信号控制电机。
[0024]优选地，所述电机的过电流阈值可基于电机的规格和/或运行状态动态可调。
[0025]通过本发明所提供的上述过电流保护方法，可以实现驱动器过电流阈值的动态调整，同时满足驱动器功率模块过电流保护和电机过电流保护。
[0026]为了实施上述方法，本发明还提供一种用于直流变频驱动器的过电流保护电路。图1示出了根据本发明一个实施例的用于直流变频驱动器的过电流保护电路100。如图1所示，过电流保护电路100包括采样单元101、信号处理单元102、信号生成单元103、比较单元104以及控制单元105。其中，采样单元101用于对功率模块的输出电流进行采样形成采样信号；信号处理单元102用于对采样信号进行不同放大倍数的放大和低通滤波以生成第一过电流信号和第二过电流信号，其中生成第一过电流信号所基于的放大倍数与功率模块的过电流阀值相关，生成第二过电流信号所基于的放大倍数与电机的过电流阈值相关；信号生成单元103用于基于第一过电流信号生成第一中断触发信号；比较单元104用于将第二过电流信号与电机的过电流阈值对应的参考电压进行比较，比较结果作为第二中断触发信号；控制单元105用于基于第一中断触发信号控制功率模块，并基于第二中断触发信号控制电机。
[0027]具体地，采样单元101可以包括采样电阻Rs，其一端连接功率模块的三相下桥输出端，另一端接地。在图1中，将功率模块示出为智能功率模块(Intelligent PowerModule, IPM)。IPM是一种先进的功率开关器件，具有大功率晶体管高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点，以及场效应晶体管高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便，不仅减小了系统的体积以及开发时间，也大大增强了系统的可靠性。
[0028]根据本发明的一个实施例，信号处理单元102可以包括运算放大器OP和低通滤波器，并且运算放大器OP为同相负反馈放大器。运算放大器OP可以包括第一运算放大器和第二运算放大器。其中，第一运算放大器的放大倍数取决于功率模块的过电流阀值对应功率模块故障触发电压的关系与采样单元101输出电压的倍数；第二运算放大器的放大倍数取决于电机过电流阀值对应电压与采样单元101输出电压的倍数。通过采样单元101所采样的信号可以分别通过第一运算放大器和第二运算放大器并且都经过低通滤波器以分别形成第一过电流信号(在图1中示出为0C