一种变频器检测电路的制作方法

本实用新型涉及变频器技术领域，更具体地说，涉及一种变频器检测电路。

背景技术：

变频器通过调整频率改变输出电压，从而实现控制负载的软启动，这种启动方式在工业生产中较为常见。以往，变频器输出的压频比的范围较小，调整输出电压的范围较小，应用于负载启动时，仅适用于功率较小的负载。

因此，在现有技术中，提供一种调整输出压频比范围较宽的变频器，能够满足较大功率负载的启动，有效地减轻负载启动时对电网的冲击。然而，现有的变频器向负载输出电压时，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)的驱动信号不稳定，长时间使用时，容易造成IGBT的性能下降，影响变频器输出电流的稳定性。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述驱动电路输出信号不稳定的缺陷，提供一种具备检测IGBT工作电流的变频器电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变频器检测电路，主要包括电压跟随器、电流互感器、第一比较器及第二比较器，所述第一比较器与所述第二比较器组成窗口电压比较器，

所述电压跟随器的信号输入端与所述电流互感器的信号输出端耦接，所述电压跟随器用于接收所述电流互感器输出的检测信号，所述电压跟随器的信号输出端与所述窗口电压比较器的信号输入端耦合，

将所述检测信号输入所述窗口电压比较器；与所述窗口电压比较器内的基准信号对比，若所述检测信号出现异常，则所述窗口电压比较器将所述异常信号用于转换为低电平信号输出至IGBT的驱动电路，所述低电平信号用于封锁IGBT的驱动信号，使IGBT关断。

优选地，所述窗口电压比较器还包括可调电阻，所述可调电阻的一端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述可调电阻的另一端与所述第二比较器的同相输入端连接。

优选地，所述窗口电压比较器还包括第二电阻及第三电阻，所述第二电阻与所述可调电阻及所述第所述第三电阻依次串接，所述第二电阻的另一端接电源，所述第三电阻的另一端与所述第二比较器的同相输入端连接。

优选地，所述电压跟随器还包括反馈电阻，所述反馈电阻的一端与所述电压跟随器的反相输入端连接，所述反馈电阻的另一端与所述电压跟随器的信号输出端连接。

优选地，还包括施密特触发器及与门电路，所述施密特触发器的输入端与所述窗口电压比较器的信号输出端耦接，所述施密特触发器的信号输出端与所述与门电路的信号输入端耦接。

优选地，还包括第四电阻及第二电容，所述第四电阻的一端接电源，所述第四电阻的另一端与所述窗口电压比较器的信号输出端及所述施密特触发器的信号输入端共同连接，

所述第二电容的一端与所述窗口电压比较器的信号输出端及所述施密特触发器的信号输入端共同连接，所述第二电容的另一端接地。

在本实用新型所述的一种变频器检测电路中，通过电流互感器对逆变电路输出的电流信号进行检测，然后将所检测到的电流信号输入电压跟随器，经过电压跟随器的缓冲及隔离，消减逆变电路的峰值波纹，然后将信号输出到窗口电压比较器，与窗口电压比较器的基准阈值进行比较，将对比的电平信号输出到IGBT的驱动电路，对比信号与驱动信号结合，能够进一步提升IGBT驱动电路的稳定性，若IGBT输出的电流信号出现异常时，则窗口电压比较器向IGBT驱动电路输入低电平信号，此低电平信号用于封锁IGBT的驱动信号，进而关断IGBT输出，有效地提高IGBT运行的安全性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是变频器检测电路的部分电路图；

图2是逆变电路部分电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1是变频器检测电路的部分电路图；图，图2是逆变电路部分电路图。如图1、图2所示，变频器的检测电路主要由第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2、第三电流互感器CT3、电压跟随器U1、第一比较器U3、第二比较器U4、施密特触发器U5及门电路U6组成。具体地，第一比较器U3与第二比较器U4组成窗口电压比较器U2。

电流互感器CT1～CT3是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。如图2所示，第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2和第三电流互感器CT3分别连接在逆变电路(由IGBT连接而成的电路)的输出主线路上。具体地，逆变电路由六个IGBT(Q1至Q6)连接而成，第一IGBT Q1与第四IGBT Q4串接，第三IGBT Q3与第六IGBT Q6串接，第五IGBT Q5与第二IGBT Q2串接，组成IGBT桥臂电路。具体地，IGBT桥臂分为上桥臂和下桥臂，上桥臂由Q1、Q3及Q5组成，下桥臂由Q2、Q4及Q6组成。其工作原理为：同一半桥的两个桥臂交替导通，在任意时刻，都有三个IGBT同时导通，一个上桥臂、两个下桥臂或两个上桥臂、一个下桥臂同时导通。

其导通组合顺序为：上桥臂Q1导通时Q3/Q5截止，下桥臂Q6/Q2导通时Q4截止。上桥臂Q3导通时Q1/Q5截止，下桥臂Q2/Q4导通时Q6截止。上桥臂Q5导通时Q1/Q3截止，下桥臂Q4/Q6导通时Q2截止。

进一步地，第一电流互感器CT1连接在第一IGBT Q1与第四IGBT Q4串接的电路上，第二电流互感器CT2连接在第三IGBT Q3与第六IGBT Q6串接的电路上，第三电流互感器CT3连接在第五IGBT Q5与第二IGBT Q2串接的电路上。变频器工作时，逆变电路将直流转换为可变的交流电向负载输出，此时，逆变电路输出的U、V、W相上有电流流过，电流互感器CT1～CT3对逆变电路输出的电流信号进行检测采集，然后向电压跟随器U1输出。

电压跟随器U1具有缓冲、隔离以及提高带载信号能力的作用。电压跟随器U1具有同相输入端、反相输入端及信号输出端。电压跟随器U1的同相输入端与电流互感器CT1～CT3的信号输出端连接，电流互感器CT1～CT3将检测到的IGBT电流信号输入电压跟随器U1。经电压跟随器U1输入窗口电压比较器U2。

窗口电压比较器U2中的第一比较器U3及第二比较器U4都具有同相输入端、反相输入端及信号输出端。具体地，第一比较器U3的同相输入端接电源+15V电压，第二比较器U4的同相输入端接电源-15V电压，第一比较器U3的反相输入端与第二比较器U4的反相输入端连接，该连接端接收电压跟随器U1输出的电流互感器CT1～CT3的检测信号。

具体地，窗口电压比较器U2具有两个阈值电压VTHH(高阈值电压)及VTHL(低阈值电压)，与VTHH及VTHL比较的电压VA输入两个比较器，若VTHL≤VA≤VTHH，则Vout输出高电平；若VA＜VTHL，VA＞VTHH，则Vout输出低电平。

例如，IGBT的超温关断保护电路，假设IGBT的正常工作温度设为40℃～60℃(40℃至60℃之间是一个比较“窗口”)，在此温度范围时窗口电压比较器U2输出高电平(表示温度正常)；若冰箱温度低于40℃或高于60℃，则窗口电压比较器U2输出低电平(表示温度异常)，此低电平信号电压输入主芯片或施密特触发器U5，由主芯片或施密特触发器U5向IGBT驱动电路输入低电平信号，进而对IGBT的驱动信号进行封锁或对输出进行关断。

施密特触发器U5具有两个阈值电压，分别为正向阈值电压和负向阈值电压。具体地，窗口电压比较器U2向施密特触发器U5输入低电平电压时，施密特触发器U5触发导通，施密特触发器U5将低电平信号输入门电路U6。

门电路U6为与门电路，与门电路是执行“与”运算的基本逻辑门电路。具体地，与门电路的信号输入端与施密特触发器U5的信号输出端连接，接收施密特触发器U5发出的低电平信号，与门电路将接收到低电平信号输出至IGBT的驱动电路或主芯片电路，以实现对IGBT输出的控制，有效提高变频器的工作性能。

为了提高窗口电压比较器U2对过流阈值范围的调控能力，可在第一比较器U3的同相输入端设置可调电阻VR，可调电阻VR能够改变IGBT过流阈值的范围。可调电阻VR的调节端与第一比较器U3的同相输入端连接，可调电阻VR的数值由第一比较器U3进行调控，能准确地调制电流阈值范围。

为了提高窗口电压比较器U2的稳定性，还可在第二比较器U4的同相输入端一侧设置第二电阻R2及第三电阻R3。第二电阻R2的一端与电源+15V电压端电接，第二电阻R2的另一端与可调电阻VR的一端连接，可调电阻VR的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二比较器U4的同相输入端连接并共同连接到电源-15V电压端。

进一步地，为了提高电压跟随器U1接收输入检测信号的可靠性，可在电压跟随器U1设置第一电阻R1、第一电容C1及反馈电阻Rf。第一电阻R1与第一电容C1并联组成RC滤波电路，在电路中有衰减高频信号的作用。反馈电阻Rf具有将输出信号的一部分或全部反馈到电压跟随器U1的反向输入端与输入信号进行比较，并用比较所得的有效输入信号去控制输出。

具体地，第一电阻R1的一端与第一电容C1的一端共同连接到电压跟随器U1的同相输入端，第一电阻R1的另一端与第一电容C1的另一端共同接地。反馈电阻Rf的一端与电压跟随器U1的反相输入端连接，反馈电阻Rf的另一端与电压跟随器U1的信号输出端连接，电压跟随器U1输出的信号经反馈电阻Rf然后重新输入电压跟随器U1，与电流互感器CT1～CT3检测的IGBT电流信号进行比较，将比较信号输出至窗口电压比较器U2。

为了提升窗口电压比较器U2输出电平信号的平稳性，还可在电路设置第四电阻R4及第二电容C2。第四电阻R4的一端与电源+5V电压端连接，第四电阻R4的另一端与窗口电压比较器U2的信号输出端及施密特触发器U5的信号输入端共同连接。第二电容C2的一端与窗口电压比较器U2的信号输出端及施密特触发器U5的信号输入端共同连接，第二电容C2的另一端接地。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。