一种逆变电路的过流保护电路的制作方法

1.本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种逆变电路的过流保护电路。


背景技术：

2.现有技术采用分立式元器件搭建的过流保护电路中，仅由运算放大器和比较器及外围电阻电容搭建而成，抗干扰能力较弱，容易因为干扰触发异常保护，而且保护电路无法保持保护状态，使得保护之后难以查询保护原因，甚至导致连续保护，从而引起误操作。


技术实现要素：

3.本发明提供一种逆变电路的过流保护电路，以解决现有过流保护电路存在的抗干扰能力弱、保护状态无法维持的问题。
4.本发明的是这样实现的，一种逆变电路的过流保护电路，包括：
5.电流采集模块、放大模块、比较模块、触发器；
6.所述电流采集模块，用于对流过逆变电路的电流信号进行采集，得到对应的采样电压；
7.所述放大模块，用于对所述采样电压进行放大处理；
8.所述比较模块，用于将放大后的采样电压与预设电压阈值范围进行比较，根据比较结果产生触发器的触发信号；
9.所述触发器，用于根据所述触发信号触发过流保护，输出和保持过流保护状态。
10.可选地，所述电流采集模块包括一采样电阻。
11.可选地，所述放大模块包括减法电路和电压跟随电路；
12.所述减法电路的两个差分输入端分别与所述电流采集模块中的采样电阻的两端连接，基准输入端与所述电压跟随电路的输出端连接；
13.所述电压跟随电路用于产生所述减法电路的基准电压；
14.所述减法电路用于从所述电流采集模块获取差分电压以及从所述电压跟随电路获取基准电压，根据所述差分电压和基准电压进行放大处理，得到放大后的采样电压。
15.可选地，所述减法电路包括第一电阻、第二电阻、第一放大器、第三电阻、第四电阻；
16.所述第一电阻的第一端与所述采样电阻的一端连接；
17.所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端共接于所述第一放大器的同相输入端；
18.所述第二电阻的第二端与所述电压跟随电路的输出端连接；
19.所述第三电阻的第一端与所述采样电阻的另一端连接；
20.所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端共接于所述第一放大器的反相输入端；
21.所述第四电阻的第二端与所述第一放大器的输出端连接。
22.可选地，所述电压跟随电路包括第五电阻、第六电阻、第二放大器；
23.所述第五电阻的第一端连接电源电压；
24.所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端共接于所述第二放大器的同相输入端；
25.所述第六电阻的第二端接地；
26.所述第二放大器的反相输入端连接所述第二放大器的输出端。
27.可选地，所述比较模块包括窗口比较电路、滤波电路；
28.所述窗口比较电路的输入端与所述放大模块的输出端连接，输出端与所述滤波电路的输入端连接；
29.所述滤波电路的输出端与所述触发器的输入端连接；
30.所述窗口比较电路用于将放大后的采样电压与预设电压阈值范围进行比较，产生触发器的触发信号，其中当所述采样电压值落在所述预设电压阈值范围内时所述触发信号为高电平，当所述采样电压未落在所述预设电压阈值范围内时所述触发信号为低电平；
31.所述滤波电路用于对所述触发信号进行滤波处理，将所述触发信号发送至所述触发器。
32.可选地，所述窗口比较电路包括：
33.第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一比较器、第二比较器；
34.所述第七电阻的第一端与所述放大模块的输出端连接，第二端分别与所述第一比较器的反相输入端、第二比较器的同相输入端连接；
35.所述第八电阻的第一端连接电源电压；
36.所述第八电阻的第二端与所述第九电阻的第一端共接于所述第一比较器的同相输入端；
37.所述第九电阻的第二端与所述第十电阻的第一端共接于所述第二比较器的反相输入端；
38.所述第十电阻的第二端接地；
39.所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别与所述滤波电路连接。
40.可选地，所述滤波电路包括：第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻以及第一电容；
41.所述第十一电阻的第一端与所述第一比较器的输出端连接；
42.所述第十二电阻的第二端与所述第二比较器的输出端连接；
43.所述第十一电阻的第二端、第十二电阻的第二端、所述第十三电阻的第一端、第一电容的第一端之间的共接点作为所述滤波电路的输出端；
44.所述第十三电阻的第二端连接电源电压，所述第一电容的第二端接地。
45.可选地，在所述触发器中，当信号输入端接收到的触发信号为低电平时，信号输出端输出低电平，触发过流保护，否则不做处理；当时钟信号端接收到上升沿时清除故障；
46.所述触发器的时钟信号端、信号输入端、信号输出端均作为软件监控的io接口。
47.本发明通过改变现有对逆变电路的过流保护电路的组成，采用电流采集模块、放大模块、比较模块、触发器；由所述电流采集模块对流过逆变电路的电流信号进行采集，得到对应的采样电压；所述放大模块对所述采样电压进行放大处理；所述比较模块将放大后的采样电压与预设电压阈值进行比较，根据比较结果产生触发器的触发信号；所述触发器
根据所述触发信号触发过流保护，输出和保持过流保护状态；从而实现了对逆变电路的过流保护和维持过流保护状态输出，有效地提升了硬件抗干扰能力，避免抗干扰弱引起的误触发。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1是本发明一实施例提供的逆变电路的过流保护电路的示意图；
50.图2是本发明另一实施例提供的逆变电路的过流保护电路的示意图。
具体实施方式
51.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
52.本发明通过改变现有逆变电路的过流保护电路的组成，实现了对逆变电路的过流保护和维持过流保护状态输出，能够兼容-96.875a～+96.875a逆变电路的电流采集和过流保护，并且有效地提升了硬件抗干扰能力，避免抗干扰弱引起的误触发。
53.图1为本发明实施例提供的逆变电路的过流保护电路的示意图。如图1所示，所述逆变电路的过流保护电路包括：
54.电流采集模块10、放大模块20、比较模块30、触发器40；
55.所述电流采集模块10，用于对流过逆变电路的电流信号进行采集，得到对应的采样电压；
56.所述放大模块20，用于对所述采样电压进行放大处理；
57.所述比较模块30，用于将放大后的采样电压与预设电压阈值范围进行比较，根据比较结果产生触发器40的触发信号；
58.所述触发器40，用于根据所述触发信号触发过流保护，输出和保持过流保护状态。
59.其中，所述预设电压阈值范围为触发过流保护的判断标准。
60.在本实施例中，所述逆变电路的过流保护电路通过所述电流采集模块10对流过逆变电路的电流信号进行采集，得到对应的采样电压；然后通过所述放大模块20对所述采样电压进行放大处理；再通过所述比较模块30将放大后的采样电压与预设电压阈值范围进行比较，根据比较结果产生触发器40的触发信号，最后由所述触发器40根据所述触发信号触发过流保护，输出和保持过流保护状态。
61.可选地，所述电流采集模块10包括一采样电阻rc。
62.如图2所示，为本发明实施例提供的逆变电路的过流保护电路的示意图。逆变电路中流过所述采样电阻rc的电流，使得所述采样电阻rc的两端对地产生压差。本实施例通过采集采样电阻rc上的压差，得到对逆变电路的采样电压，传输到所述放大模块20。
63.可选地，所述放大模块20包括减法电路21和电压跟随电路22；
64.所述减法电路21的两个差分输入端分别与所述电流采集模块10中的采样电阻的两端连接，基准输入端与所述电压跟随电路22的输出端连接；
65.所述电压跟随电路22用于产生所述减法电路21的基准电压；
66.所述减法电路21用于从所述电流采集模块10获取差分电压以及从所述电压跟随电路22获取基准电压，根据所述差分电压和基准电压进行放大处理，得到放大后的采样电压。
67.在本实施例中，所述放大模块20包括两部分，分别为减法电路21和电压跟随电路22。减法电路21从电压跟随电路22获取基准电压，然后采样电阻rc上的差分电压传输到减法电路21时，所述减法电路21根据所述基准电压和差分电压，进行预设的运算处理，得到放大后的采样电压。
68.可选地，如图2所示，所述减法电路21包括第一电阻r1、第二电阻r2、第一放大器u1、第三电阻r3、第四电阻r4；
69.所述第一电阻r1的第一端与所述采样电阻rc的一端连接；
70.所述第一电阻r1的第二端与所述第二电阻r2的第一端共接于所述第一放大器u1的同相输入端；
71.所述第二电阻r2的第二端与所述电压跟随电路22的输出端连接；
72.所述第三电阻r3的第一端与所述采样电阻rc的另一端连接；
73.所述第三电阻r3的第二端与所述第四电阻r4的第一端共接于所述第一放大器u1的反相输入端；
74.所述第四电阻r4的第二端与所述第一放大器u1的输出端连接。
75.在本实施例中，模拟差分电路spb和snb将采样电阻rc上的压差采集到第一放大器u1。可选地，所述第一放大器u1采用运算放大器tlc2272cdr的部件a，即dia，所述第一放大器u1和外围的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第四电阻r4组合成放大倍数为四倍的减法电路21。减法电路的运算公式为：outa＝ref-(spb-spn)*4，其中outa表示第一放大器u1的输出，ref表示基准电压，spb-spn表示采样电压rc上的压差。
76.可选地，如图2所示，所述电压跟随电路22包括第五电阻r5、第六电阻r6、第二放大器u2；
77.所述第五电阻r5的第一端连接电源电压；
78.所述第五电阻r5的第二端与所述第六电阻r6的第一端共接于所述第二放大器u2的同相输入端；
79.所述第六电阻r6的第二端接地；
80.所述第二放大器u2的反相输入端连接所述第二放大器u2的输出端。
81.在本实施例中，所述第二放大器u2可以采用运算放大器tlc2272cdr的部件b，即dib。所述第二放大器u2和第五电阻r5、第六电阻r6组成电压跟随电路22，向减法电路21提供基准电压ref。示例性地，当所述电源电压为3.3v、第五电阻r5和第六电阻r6均为10kω时，ref电压值为：
82.ref＝3.3v*r5/(r5+r6)＝3.3v*10k/(10k+10k)＝1.65v。
83.可选地，所述比较模块30包括窗口比较电路31、滤波电路32；
84.所述窗口比较电路31的输入端与所述放大模块20的输出端连接，输出端与所述滤
波电路32的输入端连接；
85.所述滤波电路32的输出端与所述触发器40的输入端连接；
86.所述窗口比较电路31用于将放大后的采样电压与预设电压阈值范围进行比较，产生触发器40的触发信号，其中当所述采样电压落在所述预设电压阈值范围内时所述触发信号为高电平，当所述采样电压未落在所述预设电压阈值范围内时所述触发信号为低电平；
87.所述滤波电路32用于对所述触发信号进行滤波处理，将所述触发信号发送至所述触发器40。
88.在这里，所述预设电压阈值范围中，高侧电压为3.2v，低侧电压为0.1v。当所述采样电压落在所述预设电压阈值范围内时，即小于或等于3.2v且大于或等于0.1v，所述触发信号为高电平；当所述采样电压未落在所述预设电压阈值范围内时，即大于3.2v或者小于0.1v，所述触发信号为低电平。
89.可选地，作为本发明的一个优选实例，如图2所示，所述窗口比较电路31包括：
90.第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第一比较器u3、第二比较器u4；
91.所述第七电阻r7的第一端与所述放大模块20的输出端连接，第二端分别与所述第一比较器u3的反相输入端、第二比较器u4的同相输入端连接；
92.所述第八电阻r8的第一端连接电源电压；
93.所述第八电阻r8的第二端与所述第九电阻r9的第一端共接于所述第一比较器u3的同相输入端；
94.所述第九电阻r9的第二端与所述第十电阻r10的第一端共接于所述第二比较器u4的反相输入端；
95.所述第十电阻r10的第二端接地；
96.所述第一比较器u3的输出端和第二比较器u4的输出端分别与所述滤波电路32连接。
97.其中，所述第一比较器u3外部接上拉5v，当同相输入端的电压大于反相输入端时，所述第一比较器u3输出为高电平；当同向输入端的电压小于反相输入端时，所述第一比较器u3输出为低电平；第二比较器u4工作原理相同。
98.可选地，作为本发明的一个优选示例，所述窗口比较电路31采用lm339dt芯片，lm339dt芯片中的部件a作为第一比较器u3，部件b作为第二比较器u4。第一比较器u3、第二比较器u4和第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10组成窗口比较电路，其中比较电压为所述第八电阻r8连接的电源电压，比如3.3v。比较电压3.3v在第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10上形成分压，分别为高侧电压3.2v、低侧电压0.1v，从而得到所述预设电压阈值范围。当所述第一比较器u3的反相输入端和第二比较器u4的同相输入端的输入电压在0.1v～3.2v之间时，所述第一比较器u3和第二比较器u4均输出高电平；当所述第一比较器u3的反相输入端和第二比较器u4的同相输入端的输入电压小于0.1v或大于3.2v时，所述第一比较器u3和第二比较器u4均输出低电平。
99.在得到高低电平输出之后，本发明实施例进一步进行滤波处理。所述滤波电路32包括：第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13以及第一电容c1；
100.所述第十一电阻r11的第一端与所述第一比较器u3的输出端连接；
101.所述第十二电阻r12的第二端与所述第二比较器u4的输出端连接；
102.所述第十一电阻r11的第二端、第十二电阻r12的第二端、所述第十三电阻r13的第一端、第一电容c1的第一端之间的共接点作为所述滤波电路32的输出端；
103.所述第十三电阻r13的第二端连接电源电压，所述第一电容c1的第二端接地。
104.在这里，所述第一比较器u3的输出端连接第十一电阻r11、第二比较器u4的输出端连接第十二电阻r12，第十一电阻r11、第十二电阻r12为限流电阻，第十三电阻r13和第一电容c1共同构成rc滤波电路，用以滤除电路上的干扰信号，提高电路的抗干扰能力。
105.所述窗口比较电路31生成的高低电平信号，经过所述滤波电路32之后，成为所述触发器40的触发信号clr。其中，放大模块20输出的outa电压在0.1v～3.2v之间时，触发信号clr为高电平，outa电压小于0.1v或者大于3.2v时，触发信号clr为低电平。
106.所述触发器40包括时钟信号端clk、信号输入端clr以及信号输出端q。其中信号输入端clr用于接收触发信号，信号输出端q用于输出过流保护指示信号。
107.在所述触发器中，当信号输入端clr接收到的触发信号为低电平时，信号输出端输出低电平，触发过流保护，否则不做处理；当时钟信号端clk接收到上升沿时清除故障。所述触发器的时钟信号端clk、信号输入端clr、信号输出端q均作为软件监控的io接口，供监控软件采集监控信息，从而实现对过流保护的硬件监控，以及保持过流保护状态和清除状态的输出，极大地方便了故障原因查询。
108.本发明通过改变了现有对逆变电路的过流保护电路的组成，采用电流采集模块、放大模块、比较模块、触发器；由所述电流采集模块对流过逆变电路的电流信号进行采集，得到对应的采样电压；所述放大模块对所述采样电压进行放大处理；所述比较模块将放大后的采样电压与预设电压阈值进行比较，根据比较结果产生触发器的触发信号；所述触发器根据所述触发信号触发过流保护，输出和保持过流保护状态；从而实现了对逆变电路的过流保护和维持过流保护状态输出，有效地提升了硬件抗干扰能力，避免抗干扰弱引起的误触发；并且通过触发器保持状态输出，极大地方便了故障原因查询。
109.应当理解，上述功能模式仅为本发明的一个实施例，并不用于限制本发明。在其他的一些实施例中，也可以根据实际需要设置功能模式具体控制逻辑。
110.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。