本实用新型涉及电路保护技术领域，特别是涉及一种母线过流保护电路。
背景技术：
目前针对采用下桥电流采样方案的变频器，其母线过流保护一般是通过在正母线上增加低值电阻和检测电路模块以实现。该保护电路方案示意如图1所示，在正母线中串联接入低值电阻Rs，检测电路实时检测低值电阻Rs两端的电压，当电压超过一定限值时，检测电路输出保护信号，送至主控芯片或硬件封锁电路，用于逻辑判断或者驱动封波。
上述保护电路方案中，通常会包含低值电阻和隔离光耦，由于隔离光耦价格较高，导致目前的过流保护电路成本高。另一方面，上述方案中，检测电路对于器件布局、信号走线要求较高，处理不当容易带来EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)方面的问题。
因此，如何提供一种成本低且走线要求低的母线过流保护电路是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种母线过流保护电路，利用原有的变频器电流采样电路实现母线过流保护，且采用低成本器件即可实现，同时降低了器件布局和信号走线的要求。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种母线过流保护电路，用于采用下桥电流采样电路的变频器，包括：
用于将所述变频器中各相采样电阻上的电压信号进行比例放大并输出三相电压信号的比例放大电路；所述比例放大电路包含结构相同的三组放大电路，三组所述放大电路的输入端分别对应连接所述变频器下桥电流采样电路的输出端，三组所述放大电路的输出端分别连接加法器电路的输入端；
用于对所述三相电压信号进行求和并输出求和信号的加法器电路，所述加法器电路的输出端连接比较器电路；
用于将所述求和信号与预设阈值进行比较，并依据比较结果输出过流保护信号的比较器电路；所述比较器电路的输出端连接后端分析电路。
优选地，所述比例放大电路为同相比例放大电路，所述加法器电路为同相加法器电路。
优选地，每组所述放大电路均包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一运放、第一滤波电容和第二滤波电容；
所述第一电阻的第一端作为所述放大电路的输入端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端后与所述第一运放的同相输入端连接，所述第二电阻的第二端接地；所述第一滤波电容并接于所述第二电阻两端；所述第三电阻的第一端接地，所述第三电阻的第二端连接所述第一运放的反相输入端；所述第一运放的反相输入端与自身输出端之间分别连接有所述第四电阻和所述第二滤波电容；所述第一运放的输出端作为所述放大电路的输出端。
优选地，所述同相加法器电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三滤波电容和第二运放；
所述第五电阻、所述第六电阻和所述第七电阻的第一端作为所述同相加法器电路的输入端；所述第五电阻、所述第六电阻和所述第七电阻的第二端分别连接所述第二运放的同相输入端以及所述第三滤波电容的第一端；所述第三滤波电容的第二端接地；所述第二运放的反相输入端分别连接所述第九电阻和所述第八电阻的第一端；所述第九电阻的第二端接地，所述第八电阻的第二端连接所述第二运放的输出端；所述第二运放的输出端作为所述同相加法器电路的输出端。
优选地，所述比较器电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四滤波电容、第五滤波电容、第一比较器和第二比较器；
所述第十一电阻的第一端作为所述比较器电路的输入端，所述第十电阻的第一端连接保护电路的电源正极，所述第十电阻的第二端与所述第十一电阻的第二端连接后与所述第十二电阻的第一端连接；
所述第十二电阻的第二端分别连接所述第四滤波电容的第一端、所述第一比较器的反相输入端和所述第二比较器的同相输入端；所述第四滤波电容的第二端接地；所述第一比较器的同相输入端用于接收输入的预设高比较阈值，所述第二比较器的反相输入端用于接收输入的预设低比较阈值；所述第一比较器和所述第二比较器的输出端连接后，分别与所述第十三电阻以及所述第十四电阻的第一端连接；
所述第十三电阻的第二端连接所述保护电路的电源正极；所述第十四电阻的第二端分别通过所述第五滤波电容接地以及作为所述比较器电路的输出端。
优选地，三组所述放大电路内的所述第一运放为集成运放芯片上的一个单元或为集成运放芯片。
优选地，所述第二运放为集成运放芯片上的一个单元或为集成运放芯片。
优选地，所述第一比较器和所述第二比较器分别为集成比较器芯片上的一个单元或为集成比较器芯片。
优选地，所述第一电阻与所述第三电阻为阻值相同的电阻，所述第二电阻与所述第四电阻为阻值相同的电阻；所述第五电阻、所述第六电阻、所述第七电阻和所述第九电阻为阻值相同的电阻；所述第八电阻为阻值为所述第九电阻两倍的电阻；所述第十电阻和所述第十一电阻为阻值相同的电阻。
本实用新型提供了一种母线过流保护电路，包括比例放大电路、加法器电路和比较器电路。比例放大电路采集变频器内各相下桥电流采样电路输出的电压信号并进行比例放大，加法器电路将三相放大信号求和，比较器电路将求和信号与预设阈值进行比较，判断是否出现母线过流，若是，则输出保护信号至后端分析电路。本实用新型首先并未修改变频器的原有结构，使其能够实现变频器原有的单相电流过流保护的功能，并且，通过在变频器上增加以上三个电路，可以实现母线过流保护的功能；且以上三个电路可采用价格低的基础元器件组成，降低了母线过流保护电路的成本；且上述三个电路对PCB板器件布局、走线要求较低，减少了因布局布线不当引入EMI问题的可能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的母线保护方案的示意图；
图2为本实用新型提供的一种母线过流保护电路的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种母线过流保护电路，利用原有的变频器电流采样电路实现母线过流保护，且采用低成本器件即可实现，同时降低了器件布局和信号走线的要求。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了一种母线过流保护电路，用于采用下桥电流采样电路的变频器，包括：
用于将变频器中各相采样电阻上的电压信号进行比例放大并输出三相电压信号的比例放大电路1；比例放大电路1包含结构相同的三组放大电路，三组放大电路的输入端分别对应连接变频器下桥电流采样电路的输出端，三组放大电路的输出端分别连接加法器电路2的输入端；
用于对三相电压信号进行求和并输出求和信号的加法器电路2，加法器电路2的输出端连接比较器电路3；
用于将求和信号与预设阈值进行比较，并依据比较结果输出过流保护信号的比较器电路3；比较器电路3的输出端连接后端分析电路。
可以理解的是，本实用新型在原有变频器的基础上外接上述比例放大电路1、加法器电路2和比较器电路3，来实现母线过流保护，未修改原有变频器，故不影响原有变频器的功能。并且，以上三个电路采用基础元器件构成，因此，相比采用隔离光耦的方案，成本显然要低，且上述三个电路对PCB板器件布局、走线要求较低，减小了出现EMI干扰的可能。
在一种具体实施例中，比例放大电路1为同相比例放大电路，加法器电路2为同相加法器电路。
可以理解的是，采用同相电路仅为一种实现方式，比例放大电路1也可以为反相比例放大电路，相应的加法器电路2由反相加法器电路实现，也可以实现本实用新型目的。
参见图2所示，图2为本实用新型提供的一种母线过流保护电路的结构示意图。
进一步可知，以下为本实用新型提供的一种同相比例放大电路的结构：
每组放大电路均包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一运放IC1、第一滤波电容C1和第二滤波电容C2；
第一电阻R1的第一端为放大电路的输入端(三组放大电路的输入端分别与下桥电流采样电路中U相的采样电阻Rs1、V相的采样电阻Rs2、W相的采样电阻Rs3相连)，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端后与第一运放IC1的同相输入端连接，第二电阻R2的第二端接地；第一滤波电容C1并接于第二电阻R2两端；第三电阻R3的第一端接地，第三电阻R3的第二端连接第一运放IC1的反相输入端；第一运放IC1的反相输入端与自身输出端之间连接有第四电阻R4和第二滤波电容C2；第一运放IC1的输出端作为放大电路的输出端。
可以理解的是，图2中第二电阻R2为分压电阻，采样电阻上的电压信号经过第一电阻R1与第二电阻R2分压后接至第一运放IC1的同相输入端，放大电路的倍数为(1+R4÷R3)。可见，放大电路的放大倍数取决于第三电阻R3和第四电阻R4的阻值，本实用新型不限定各个电阻的阻值，放大倍数的设置可根据需要而定，但是R4÷R3需要满足变频器需求的电流采样定标关系。在优选方案内，可以令R2＝R4，R1＝R3。同相比例放大电路1的输出信号分别为Ua＝R4÷R3×Uu，Ub＝R4÷R3×Uv，Uc＝R4÷R3×Uw，其中Uu、Uv、Uw分别为U、V、W相电流采样电阻Rs1、Rs2、Rs3两端的电压信号。(同相比例放大电路输出的Ua、Ub、Uc三个信号为正值，反相比例放大电路输出的Ua、Ub、Uc三个信号为负值，这三个信号可以为正值也可以为负值，本实用新型不作特别限定)。
在一具体实施例中，同相加法器电路包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三滤波电容C3和第二运放IC2；
第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7的第一端作为同相加法器的输入端；第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7的第二端分别连接第二运放IC2的同相输入端以及第三滤波电容C3的第一端；第三滤波电容C3的第二端接地；第二运放IC2的反相输入端分别连接第九电阻R9和第八电阻R8的第一端；第九电阻R9的第二端接地，第八电阻R8的第二端连接第二运放IC2的输出端；第二运放IC2的输出端作为同相加法器电路2的输出端。
可以理解的是，根据电路叠加定理，Ua信号单独作用产生的输出＝(R6//R7)÷(R5+R6//R7)×(1+R8÷R9)×Ua＝Ua，其中，“//”表示电阻并联(下同)。依此类推，Ub、Uc信号单独作用产生的输出分别为Ub、Uc。则此部分电路的输出为三个信号单独作用产生信号的叠加，即Us＝Ua+Ub+Uc，即三相电流采样信号的求和信号。作为优选地，R5＝R5＝R7＝R9，R8＝2×R9。另外，由于Ua、Ub、Uc三个信号可以为正值也可以为负值，因此，加法器电路2的输出信号Us可以为正值也可以为负值。
在一具体实施例中，比较器电路3包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第一比较器IC3和第二比较器IC4；
第十一电阻R11的第一端作为比较器电路3的输入端，第十电阻R10的第一端连接保护电路的电源正极，第十电阻R10的第二端与第十一电阻R11的第二端连接后与第十二电阻R12的第一端连接；
第十二电阻R12的第二端分别连接第四滤波电容C4的第一端、第一比较器IC3的反相输入端和第二比较器IC4的同相输入端；第四滤波电容C4的第二端接地；第一比较器IC3的同相输入端用于接收输入的预设高比较阈值，第二比较器IC4的反相输入端用于接收输入的预设低比较阈值；第一比较器IC3和第二比较器IC4的输出端连接后，分别与第十三电阻R13以及第十四电阻R14的第一端连接；
第十三电阻R13的第二端连接保护电路的电源正极；第十四电阻R14的第二端分别通过第五滤波电容C5接地以及作为比较器电路3的输出端。
可以理解的是，电路首先通过R10、R11对求和后的信号Us进行电平抬升，将可正可负的Us信号变换到0～Vcc范围，抬升后的信号为Ut，然后经过R12、C4组成的低通滤波电路，滤波后的信号分别接至IC3的反相输入端和IC4的同相输入，IC3的同相输入端接高比较阈值Uth+，IC4的反相输入端接低比较阈值Uth-，IC3和IC4的输出端做线与连接并经R13上拉至Vcc，当信号Ut>Uth+或者Ut<Uth-时，IC3或IC4都会动作进而输出低电平，输出的低电平信号经R14、C5组成的低通滤波电路后输出的信号为Out信号，此即过流信号，Out信号送至变频器的主控芯片或硬件封锁电路，用于逻辑判断或者驱动封波，实现过流保护功能。由于用于比较的信号Ut包含了三相电流的和，该保护电路既具有每一相过流保护的功能，也具备了母线过流保护的功能。其中，优选Ut＝(Us+Vcc)÷2，为实现此目的，令R10＝R11。
可见，在上述几个实施例中，通过使用价格较低的电阻、电容及运放实现了变频器的母线过流保护，相比于现有母线过流保护技术中的低值电阻、隔离光耦，成本降低了许多。
另外，在另一实施例中，比例放大电路1的输出信号经过特定电路处理后送至变频器主控芯片的ADC采集单元。
作为优选地，三组放大电路内的第一运放IC1为集成运放芯片上的一个单元或为集成运放芯片。
作为优选地，第二运放IC2为集成运放芯片上的一个单元或为集成运放芯片。
作为优选地，第一比较器IC3和第二比较器IC4分别为集成比较器芯片上的一个单元或为集成比较器芯片。
本实用新型提供了一种母线过流保护电路，包括比例放大电路、加法器电路和比较器电路。比例放大电路采集变频器内各相下桥电流采样电路输出上的电压信号并进行比例放大，加法器电路将三相放大信号求和，比较器电路将求和信号与预设阈值进行比较，判断是否出现母线过流，若是，则输出保护信号至后端分析电路。本实用新型首先并未修改变频器的原有结构，使其能够实现变频器原有的单相电流过流保护的功能，并且，通过在变频器上增加以上三个电路，可以实现母线过流保护的功能；且以上三个电路可采用价格低的基础元器件组成，降低了母线过流保护电路的成本；且上述三个电路对PCB板器件布局、走线要求较低，降低了器件布局和信号走线的要求，减少了因布局布线不当引入EMI问题的可能。
以上的几种具体实施方式仅是本实用新型的优选实施方式，以上几种具体实施例可以任意组合，组合后得到的实施例也在本实用新型的保护范围之内。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，相关专业技术人员在不脱离本实用新型精神和构思前提下推演出的其他改进和变化，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。