专利名称：一种逆变电路过流检测系统及其方法
技术领域：
本发明涉及逆变电路技术领域，具体涉及一种逆变电路过流检测系统及其方法。
背景技术：
逆变电路是一种把直流变交流的电路结构设备，现已得到广泛的应用。一般逆变电路包含直流电压源和通过脉宽调制(PWM)控制信号驱动的开关元件而连接到输出平滑电容器，以生成所需要的输出电压。但是为了确保逆变电路的使用寿命，必须防止逆变电路短路或过载给逆变电路内部器件，尤其是开关器件带来的损害。目前，普遍采用逆变电路短路或过载保护电路对逆变电路进行保护。传统的短路或过载保护方法通常是由硬件电路通过逐波限流限制PWM信号的输出，从而限制输出电压和电流，而后经过几个工频周期利用软件检测方法来关闭PWM信号。此方法需要复杂的电路来限制短路电流，软件测试也具有一定的复杂度。而且，此方法需要经过几个工频周期才能对逆变电路的开关器件起到保护作 用，这样，逆变电路内部的开关器件在短路或过载时必须要承受几个工频周期电流的损害。传统方法对逆变电路的短路或过载保护电路体积大，软件测试复杂，成本高昂，而且效果不
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发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种电路简单、检测方便、保护及时以及成本低的逆变电路过流检测系统。本发明的另一目的是提供上述逆变电路过流检测系统所实现的检测方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种逆变电路过流检测系统包括逆变电路、用于采集逆变电路的电流信号，将电流信号转换成电压信号并输出至微控制器的检测电路以及接收微控制器输出的控制信号并根据控制信号控制PWM信号的驱动电路，所述检测电路包括通过电阻Rl与逆变电路连接的稳压二极管ZD1，稳压二极管ZDl的正极与三极管Q5的基极连接，同时通过并联连接的电阻R2和电容Cl接地，三极管Q5发射极接地，集电极通过电阻R3与直流电源连接，微控制器与三极管Q5的集电极连接。具体地，所述微控制器设置有用于记录输入微控制器的信号脉冲次数的计数器。具体地，所述微控制器还设置有用于定时将计数器清零的定时器。具体地，所述逆变电路为全桥逆变电路。具体地，所述NPN三极管Q5的集电极与微控制器的外部中断口连接。具体地，所述逆变电路短路检测方法，包括以下步骤步骤I、预先设置逆变电路过流检测系统上电工作时，所述计数器的计数变量Count清零，所述定时器的计时变量t清零，计时器设置为下降沿触发，计数器的计数上限值N以及定时器的定时时间T。步骤2、逆变电路过流检测系统上电工作，启动定时器和计数器，计数器等待下降沿触发，定时器每累计到定时时间T时，将计数器的计数变量Count和计时变量t清零。
步骤3、若微控制器的外部中断口接收到下降沿信号，计数器的计数变量Count加一，判断计数变量Count是否大于等于N，若Count大于等于N，则执行步骤4，否则执行步骤3。步骤4、微控制器向驱动电路发送终止信号以关闭逆变PWM信号。具体地，所述定时器的定时时间T为20ms。具体地，所述计数器的计数上限值N为4。本发明一种逆变电路过流检测系统及其方法的工作原理为检测电路采集逆变电路的电流信号，并将电流信号转换成电压信号输出，微控制器接收检测电路输出的电压信号。若逆变电路正常工作，则微控制器接收一个具有固定值电压信号；若逆变电路短路或过载，微控制器接收到一系列的尖脉冲信号。微控制器内设置有定时器和用于记录尖脉冲信号个数的计数器，定时器每次达到定时时间，计数器和定时器则自动清零。若微控制器检测 到在定时时间内计数器的计数变量大于等于预先设定的计数上限值，则判断逆变电路短路或过载，向驱动电路发送终止信号，驱动电路接收到终止信号，关闭PWM信号。本发明创造相比现有技术具有以下优点及有益效果I、本发明的检测电路简单，硬件成本低。2、本发明的软件测试方法方便、简单。3、本发明提供的检测方法实时性强，能及时检测出逆变电路的短路或过载状态，从而关闭PWM信号，能高效及时地保护逆变电路。
图I为本发明一种逆变电路过流检测系统的原理框图；图2为实施例中逆变电路和检测电路的电路原理图；图3为基于逆变电路过流检测系统的外部中断程序流程图；图4为基于逆变电路过流检测系统的定时程序流程图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例如图I所示，一种逆变电路过流检测系统包括逆变电路、用于采集逆变电路的电流信号，将电流信号转换成电压信号并输出至微控制器的检测电路以及接收微控制器输出的控制信号并根据控制信号控制PWM信号的驱动电路。如图2所示，所述逆变电路为全桥逆变电路。其中MOS管Q1、M0S管Q2、M0S管Q3以及MOS管Q4均为N沟道耗尽型MOS管。MOS管Ql和MOS管Q3的漏极均与直流总线输入端(BUS+)连接，MOS管Ql源极通过并联连接的电阻RO和电容C2后通过串联电感LI与MOS管Q3的源极连接；M0S管Q2的漏极与MOS管Ql的源极连接，MOS管Q4的漏极与MOS管Q3的源极连接；M0S管Q2的源极与MOS管Q4的源极均与直流总线输出端(BUS-)连接，同时通过电阻R4接地；M0S管Ql的栅极接脉宽调制信号PMW1，MOS管Q2的栅极接脉宽调制信号PMW2, MOS管Q3的栅极接脉宽调制信号PMW3，MOS管Q4的栅极接脉宽调制信号PMW4，其中脉宽调制信号PMWl、脉宽调制信号PMW4与脉宽调制信号PMW2、脉宽调制信号PMW3互补。所述检测电路包括电阻Rl和稳压二极管ZD1，其中电阻Rl的一端与逆变电路的MOS管Q2和MOS管Q4的源极连接，另一端与稳压二极管ZDl的负极连接，稳压二极管ZDl的正极与NPN三极管Q5的基极连接，同时通过并联连接的电阻R2和电容Cl接地，NPN三极管Q5发射极接地，集电极通过电阻R3与直流电源连接，微控制器与三极管Q5的集电极连接。检测电路从NPN三极管Q5集电极输出的电压信号通过微控制器的外部中断口输入至微控制器。所述微控制器设置有定时器和用于记录输入微控制器的信号脉冲次数的计数器。根据图3、图4流程图所示，所述逆变电路过流检测方法，包括以下步骤步骤I、预先设置逆变电路过流检测系统上电工作时，所述计数器的计数变量 Count清零，所述定时器的计时变量t清零，计时器设置为下降沿触发，计数器的计数上限值4以及定时器的定时时间20ms。步骤2、逆变电路过流检测系统上电工作，启动定时器和计数器，计数器等待下降沿触发，定时器每累计到定时时间20ms时，将计数器的计数变量Count和计时变量t清零。步骤3、若微控制器的外部中断口接收到下降沿信号，计数器的计数变量Count加一，判断计数变量Count是否大于等于4，若Count大于等于4，则执行步骤4，否则执行步骤3。步骤4、微控制器向驱动电路发送终止信号以关闭逆变PWM信号。本发明一种逆变电路过流检测系统及其方法的工作原理为检测电路采集逆变电路的电流信号，并将电流信号转换成电压信号输出，微控制器接收检测电路输出的电压信号。若逆变电路正常工作，则微控制器接收一个具有固定值电压信号；若逆变电路短路或过载，微控制器接收到一系列的尖脉冲信号。微控制器内设置有定时器和用于记录尖脉冲信号个数的计数器，定时器每次达到定时时间，计数器和定时器则自动清零。若微控制器检测到在定时时间内计数器的计数变量大于等于预先设定的计数上限值，则判断逆变电路短路或过载，向驱动电路发送终止信号，驱动电路接收到终止信号，关闭PWM信号。本发明的检测电路简单，硬件成本低，而且软件测试方法方便、简单，同时本发明提供的检测方法实时性强，能及时检测出逆变电路的短路或过载状态，从而关闭逆变PWM信号，能高效及时地保护逆变电路。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种逆变电路过流检测系统，包括逆变电路、用于采集逆变电路的电流信号，将电流信号转换成电压信号并输出至微控制器的检测电路以及接收微控制器输出的控制信号并根据控制信号控制PWM信号的驱动电路，其特征在于所述检测电路包括通过电阻Rl与逆变电路连接的稳压二极管ZD1，稳压二极管ZDl的正极与三极管Q5的基极连接，同时通过并联连接的电阻R2和电容Cl接地，NPN三极管Q5发射极接地，集电极通过电阻R3与直流电源连接，微控制器与NPN三极管Q5的集电极连接。
2.根据权利要求I所述的逆变电路过流检测系统，其特征在于所述微控制器设置有用于记录输入微控制器的信号脉冲次数的计数器。
3.根据权利要求2所述的逆变电路过流检测系统，其特征在于所述微控制器还设置 有用于定时将计数器清零的定时器。
4.根据权利要求3所述的逆变电路过流检测系统，其特征在于所述逆变电路为全桥逆变电路。
5.根据权利要求4所述的逆变电路过流检测系统，其特征在于所述NPN三极管Q5的集电极与微控制器的外部中断口连接。
6.一种基于权利要求5所述的逆变电路短路检测系统的实现方法，其特征在于 步骤I、预先设置逆变电路过流检测系统上电工作时，所述计数器的计数变量Count清零，所述定时器的计时变量t清零，计时器设置为下降沿触发，计数器的计数上限值N以及定时器的定时时间T。
步骤2、逆变电路过流检测系统上电工作，启动定时器和计数器，计数器等待下降沿触发，定时器每累计到定时时间T时，将计数器的计数变量Count和计时变量t清零。
步骤3、若微控制器的外部中断口接收到下降沿信号，计数器的计数变量Count加一，判断计数变量Count是否大于等于N，若Count大于等于N，则执行步骤4，否则执行步骤3。
步骤4、微控制器向驱动电路发送终止信号以关闭PWM信号。 .根据权利要求6所述逆变电路短路检测方法，其特征在于所述定时器的定时时间T为 20ms。
7.根据权利要求6所述逆变电路短路检测方法，其特征在于所述计数器的计数上限值N为4。
全文摘要
本发明涉及逆变电路过流检测系统及其方法，其中检测电路采集逆变电路的电流信号，并换成电压信号输出至微控制器，若逆变电路短路或过载，微控制器接收到一系列的尖脉冲信号。微控制器内设置有定时器和用于记录尖脉冲信号个数的计数器。若微控制器检测到在定时时间内计数器的计数变量大于等于预先设定的计数上限值，则判断逆变电路短路或过载，此时微控制器向驱动电路发送终止信号，关闭PWM信号。本发明的检测电路简单，硬件成本低，而且软件测试方法方便、简单，同时本发明提供的检测方法实时性强，能及时检测出逆变电路的短路或过载状态，从而关闭PWM信号，能高效及时地保护逆变电路。
文档编号G01R19/00GK102830263SQ201210320189
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者兰维机, 张世桐, 咸立坤 申请人:惠州三华工业有限公司