变频器的输出过流保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变频器的输出过流保护电路，其包括：与变频器的正极母线串联的分流器，包括阳极、阴极、集电极、发射极的光耦合器，第一电阻，以及用于获取分流器两端压差并当压差大于预设值时闭合的开关模块；其中，光耦合器的阳极与变频器的正极母线电连接，光耦合器的阴极经开关模块与变频器的负极母线电连接，光耦合器的集电极经第一电阻与外部直流电源VCC电连接，光耦合器的集电极还与变频器的控制板电连接，光耦合器的发射极接地；开关模块的检测端与分流器的两端电连接。
【专利说明】
变频器的输出过流保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种变频器的输出过流保护电路。
【背景技术】
[0002]变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器自身有很多的保护功能，过电流、过电压、欠电压、对地短路、电源缺相、过热及过载等。其中，以上除了过欠压保护、缺相保护与电压有关系外，过电流，对地短路，过热，过载保护与过电流都有直接或间接的关系。因此过电流保护这个项目在变频装置中就显得尤为的重要。目前国内变频器在过电流保护都是依赖于传统的霍尔传感器来做检测，这在小功率的机型中成本及板子尺寸都不好把控，因此急需一种稳定可靠低成本的过流保护方案来替代传统的保护方案。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型主要的目的在于:提供一种能够适用于小功率机型，并相对降低成本及占用面积的变频器的输出过流保护电路。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供一种变频器的输出过流保护电路，该变频器的输出过流保护电路包括:与变频器的正极母线串联的分流器，包括阳极、阴极、集电极、发射极的光耦合器，第一电阻，以及用于获取所述分流器两端压差并当所述压差大于预设值时闭合的开关模块;其中，所述光耦合器的阳极与所述变频器的正极母线电连接，所述光耦合器的阴极经所述开关模块与所述变频器的负极母线电连接，所述光耦合器的集电极经所述第一电阻与外部直流电源电连接，所述光耦合器的集电极还与变频器的控制板电连接，所述光耦合器的发射极接地;所述开关模块的检测端与所述分流器的两端电连接。
[0005]优选地，所述开关模块包括:第一P型三极管、第二 N型三极管、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第二电阻、第三电阻及第四电阻;其中，所述第一P型三极管的发射极经所述第二电阻与所述分流器的第一端电连接，所述第一 P型三极管的基极经所述第三电阻与所述分流器的第二端电连接，所述第一 P型三极管的集电极与所述第二 N型三极管的基极电连接，所述第二 N型三极管的集电极与所述光耦合器的阴极电连接，所述第二 N型三极管的发射极与所述第一稳压二极管的阴极电连接，所述第二 N型三极管的基极经所述第四电阻与所述第二稳压二极管的阳极电连接，所述第二稳压二极管的阴极与所述第一 P型三极管的发射极电连接，所述第一稳压二极管的阳极与所述第二稳压二极管的阳极、变频器负极母线电连接。
[0006]优选地，所述开关模块还包括用于滤除杂波信号的第一电容;所述第一电容的第一端与所述第一 P型三极管的发射极电连接，所述第一电容的第二端与所述第一 P型三极管的基极电连接。
[0007]优选地，所述开关模块还包括用于滤除杂波信号的第二电容;所述第二电容的第一端与所述第二 N型三极管的基极电连接，所述第二电容的第二端与所述第二稳压二极管的阳极电连接。
[0008]优选地，变频器的输出过流保护电路还包括用于滤除杂波信号的第三电容;所述第三电容的第一端与所述光耦合器的集电极电连接，所述第三电容的第二端接地。
[0009]优选地，变频器的输出过流保护电路还包括限流电阻，所述限流电阻的第一端与所述光耦合器的阴极电连接，所述限流电阻的第二端与所述开关模块电连接。
[0010]本实用新型提供的变频器的输出过流保护电路，该电路通过开关模块实时检测分流器两端的压差，以判断变频器输出的电流是否过大。当变频器的电流输出正常时，开关模块断开，光耦合器不工作，则输出至变频器的控制板的过电流保护使能信号为高电平，变频器正常输出。当变频器输出的电流过大时，分流器两端的压差随之增大，当开关模块检测到的压差大于预设值时，开关模块闭合，光耦合器启动工作，则输出至变频器的控制板过电流保护使能信号为低电平，变频器的控制板则控制变频器锁定输出，从而避免过电流造成损失。本实用新型通过模拟电路实现输出过流保护，且电路简洁，占用面积小，适用于小功率机型，且成本低。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型变频器的输出过流保护电路的电路图。
[0012]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0013]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0014]本实用新型提供一种变频器的输出过流保护电路。
[0015]参考图1，图1为本实用新型变频器的输出过流保护电路的电路图。本实施例提供的一种变频器的输出过流保护电路。该变频器的输出过流保护电路包括:分流器R、光耦合器U、第一电阻Rl以及开关模块I。其中，光耦合器U的阳极与变频器的正极母线电连接，光耦合器U的阴极经开关模块I与变频器的负极母线电连接，光耦合器U的集电极经第一电阻Rl与外部直流电源VCC电连接，光耦合器U的集电极还与变频器的控制板电连接，光耦合器U的发射极接地;开关模块I的检测端与分流器R的两端电连接。
[0016]分流器R用于检测变频器正极母线上的电流大小，在本实施例中，分流器R为毫欧级别的电阻。应当说明的是，当变频器处于待机状态或者不带电机运行状态时，通过正极母线的电流为0，那么设在正极母线上的分流器R两端的压差也为O。当变频器启动工作且输出电流逐渐增大时，该分流器R两端的压差也随之增大。在本实施例中，通过检测分流器R两端的压差来判定变频器的输出电流是否超出预设值。
[0017]光耦合器U作为开关器件，其能够根据分流器R两端压差是否超出预设值来决定变频器的控制板的过电流保护使能信号是高电平还是低电平。具体地，光耦合器U包括阳极、阴极、集电极、发射极。光耦合器U的阳极与变频器的正极母线电连接，阴极经开关模块I与变频器的负极母线电连接，集电极经第一电阻Rl与外部直流电源VCC电连接，集电极还与变频器的控制板电连接，光耦合器U的发射极接地。当开关模块I闭合时，光耦合器U启动工作，其阳极与阴极导通，从而使得光耦合器U的集电极与发射极也导通，以拉低过变频器的控制板的电流保护使能信号。需要说明的是，当变频器的控制板的电流保护使能信号被拉低时，该控制板则控制变频器锁定输出，以及时避免输出过电流而造成的损失。
[0018]开关模块I作为输出端过电流的关键检测部件，该开关模块I主要是通过检测分流器R两端的压差来判别变频器输出电流是超过预设值。当开关模块I检测到分流器R两端的压差小于或等于预设值时，开关模块I断开，光耦合器U不工作，即集电极与发射极断开，变频器的控制板的电流保护使能信号抬高。当开关模块I检测到分流器R两端的压差大于预设值时，开关模块I闭合，光耦合器U启动工作，其集电极和发射极导通，即变频器的控制板的电流保护使能信号被拉低，变频器锁定输出。
[0019]具体地，开关模块I包括:第一P型三极管Ql、第二N型三极管Q2、第一稳压二极管Dl、第二稳压二极管D2、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4。其中，第一P型三极管Ql的发射极经第二电阻R2与分流器R的第一端电连接，第一 P型三极管Ql的基极经第三电阻R3与分流器R的第二端电连接，第一 P型三极管Ql的集电极与第二 N型三极管Q2的基极电连接，第二 N型三极管Q2的集电极与光耦合器U的阴极电连接，第二 N型三极管Q2的发射极与第一稳压二极管Dl的阴极电连接，第二 N型三极管Q2的基极经第四电阻R4与第二稳压二极管D2的阳极电连接，第二稳压二极管D2的阴极与第一 P型三极管Ql的发射极电连接，第一稳压二极管Dl的阳极与第二稳压二极管D2的阳极、变频器负极母线电连接。结合稳压二极管管的工作原理，如图1所示，相对于负极母线，a处的点位比c出的点位高18V，相对于负极母线的电压，d处的点位比c出的电位高5.1V。工作原理:当变频器处于待机状态或者不带电机运行状态时，通过正极母线的电流1=0，a、b两处的电位差为0V，此时第一P型三极管Ql、第二N型三极管Q2处于关断状态，光耦合器U处于不工作状态，过电流保护使能信号处于高电平，变频器处于正常状态。当变频器带负载电机运行状态时，通过分流器R电阻的电流就是母线电流，此时在分流器R上产生的压差Va-Vb=I*R6，流过母线电流的电流值越大分流器R上产生的压差越大，当压差达到0.7V时满足Ql导通的条件而使Ql导通。Ql导通后，相对于c处，e处的压降由第二电阻R2、第四电阻R4以及第一 P型三极管Ql的Vce分压所得，通过调节第二电阻R2、第四电阻R4的阻值使第二N型三极管Q2处于饱和导通状态，由电路连接可知第二N型三极管Q2导通后光耦合器U也进入工作状态。此时过电流保护使能信号被拉为低电平，输入给变频器的控制板从而封锁变频器输出，起到很好的输出端过电流保护的作用。
[0020]本实用新型提供的变频器的输出过流保护电路，该电路通过开关模块I实时检测分流器R两端的压差，以判断变频器输出的电流是否过大。当变频器的电流输出正常时，开关模块I断开，光耦合器U不工作，则输出至变频器的控制板的过电流保护使能信号为高电平，变频器正常输出。当变频器输出的电流过大时，分流器R两端的压差随之增大，当开关模块I检测到的压差大于预设值时，开关模块I闭合，光耦合器U启动工作，则输出至变频器的控制板过电流保护使能信号为低电平，变频器的控制板则控制变频器锁定输出，从而避免过电流造成损失。本实用新型通过模拟电路实现输出过流保护，且电路简洁，占用面积小，适用于小功率机型，且成本低。
[0021 ]进一步地，为了避免输出过流保护电路误启动，在本实施例中，开关模块I还包括用于滤除杂波信号的第一电容Cl。第一电容Cl的第一端与第一 P型三极管Ql的发射极电连接，第一电容Cl的第二端与第一 P型三极管Ql的基极电连接。当变频器中出现杂波尖峰等干扰信号时，第一电容Cl进行滤波处理，从而减小了保护电路误启动的概率。同理，开关模块I还包括用于滤除杂波信号的第二电容C2;所述第二电容C2的第一端与所述第二 N型三极管Q2的基极电连接，所述第二电容C2的第二端与所述第二稳压二极管D2的阳极电连接。
[0022]进一步地，为了避免输出过流保护电路误启动，变频器的输出过流保护电路还包括用于滤除杂波信号的第三电容C3;第三电容C3的第一端与光耦合器U的集电极电连接，第三电容C3的第二端接地。
[0023]更进一步地，变频器的输出过流保护电路还包括限流电阻RT，限流电阻RT的第一端与光耦合器U的阴极电连接，限流电阻RT的第二端与开关模块I电连接。
[0024]以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种变频器的输出过流保护电路，其特征在于，包括:与变频器的正极母线串联的分流器，包括阳极、阴极、集电极、发射极的光耦合器，第一电阻，以及用于获取所述分流器两端压差并当所述压差大于预设值时闭合的开关模块;其中，所述光耦合器的阳极与所述变频器的正极母线电连接，所述光耦合器的阴极经所述开关模块与所述变频器的负极母线电连接，所述光耦合器的集电极经所述第一电阻与外部直流电源电连接，所述光耦合器的集电极还与变频器的控制板电连接，所述光耦合器的发射极接地;所述开关模块的检测端与所述分流器的两端电连接。2.如权利要求1所述的变频器的输出过流保护电路，其特征在于，所述开关模块包括:第一 P型三极管、第二 N型三极管、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第二电阻、第三电阻及第四电阻;其中，所述第一P型三极管的发射极经所述第二电阻与所述分流器的第一端电连接，所述第一 P型三极管的基极经所述第三电阻与所述分流器的第二端电连接，所述第一 P型三极管的集电极与所述第二 N型三极管的基极电连接，所述第二 N型三极管的集电极与所述光耦合器的阴极电连接，所述第二 N型三极管的发射极与所述第一稳压二极管的阴极电连接，所述第二 N型三极管的基极经所述第四电阻与所述第二稳压二极管的阳极电连接，所述第二稳压二极管的阴极与所述第一 P型三极管的发射极电连接，所述第一稳压二极管的阳极与所述第二稳压二极管的阳极、变频器负极母线电连接。3.如权利要求2所述的变频器的输出过流保护电路，其特征在于，所述开关模块还包括用于滤除杂波信号的第一电容;所述第一电容的第一端与所述第一 P型三极管的发射极电连接，所述第一电容的第二端与所述第一 P型三极管的基极电连接。4.如权利要求2所述的变频器的输出过流保护电路，其特征在于，所述开关模块还包括用于滤除杂波信号的第二电容;所述第二电容的第一端与所述第二 N型三极管的基极电连接，所述第二电容的第二端与所述第二稳压二极管的阳极电连接。5.如权利要求1?4任一项所述的变频器的输出过流保护电路，其特征在于，还包括用于滤除杂波信号的第三电容;所述第三电容的第一端与所述光耦合器的集电极电连接，所述第三电容的第二端接地。6.如权利要求1?4任一项所述的变频器的输出过流保护电路，其特征在于，还包括限流电阻，所述限流电阻的第一端与所述光耦合器的阴极电连接，所述限流电阻的第二端与所述开关模块电连接。
【文档编号】H02H7/10GK205583660SQ201620253857
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】韦元林
【申请人】深圳市默贝克驱动技术有限公司