CN106526361B

CN106526361B - 一种三相驱动板故障确定电路和三相驱动板

Info

Publication number: CN106526361B
Application number: CN201610933397.9A
Authority: CN
Inventors: 尉崇刚; 景铁龙; 赵少龙
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2024-02-02
Anticipated expiration: 2036-10-25
Also published as: CN106526361A

Abstract

本发明提供一种三相驱动板故障确定电路以及三相驱动板。该故障确定电路包括：第一参考电压生成电路用于生成第一参考电压，和/或第二电压生成电路用于生成大于第一参考电压的第二参考电压；比较电路，用于当第三电压、第四电压中的至少一个小于第一参考电压时，确认三相交流电源存在零线、火线反接故障，和/或当第三电压、第四电压中的至少一个大于第二参考电压时，确定三相交流电源的三个输入端口中至少一个存在过压故障；三相交流电源的第一端口与第二端口之间的电压为第一电压,第二端口与第三端口间的电压为第二电压，第一电压、第二电压等比例转换成为第三电压、第四电压。本发明的技术方案，能够使得三相驱动板的工作更加安全、可靠。

Description

一种三相驱动板故障确定电路和三相驱动板

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及三相驱动板故障确定电路以及三相驱动板。

背景技术

对于三相变频驱动板，如果开关电源采用高压开关电源，整流侧采用二极管不控整流的应用场合，会存在如下问题：如果三相交流输入电压L1、L2、L3任意一相与零线反接，这时整流桥工作在两相整流模式，整理桥的输出(电解电容两端)电压还是540VDC，此时高压开关电源可以正常工作，如果此时开机，驱动板也是可以工作的，但是此时整流桥工作在两相整流模式，此时整流桥的输入、输出电流会比三相整流时增加一倍，峰值电流更会几倍的增加，如果不进行保护，整流桥上的电流可能会超过规格书中的额定值，或是达不到降额使用条件，如果整流桥长时间工作在这种条件下，整流桥发热会非常严重，整流桥极容易损坏，可靠性会大大降低。

如果三相交流输入电压L1、L2、L3的电压过高，将会导致整流后的直流母线电压过高，如果母线电压超过一定值，势必会损坏逆变单元，导致驱动板的可靠性变差。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提出了一种三相驱动板故障确定电路以及三相驱动板。以解决现有技术中，三相驱动板输入零火线反接、输入电压过高，对系统造成的损害。

本发明一方面提供了一种三相驱动板故障确定电路，包括比较电路和参考电压生成电路，其中所述参考电压生成电路包括第一参考电压生成电路和/或第二参考电压生成电路；所述三相交流电源包括三个输入端口,其中第一端口(L1)与第二端口(L2)之间的电压为第一电压,第二端口(L2)与第三端口(L3)之间的电压为第二电压；所述第一电压、第二电压等比例转换成为第三电压、第四电压；所述第一参考电压生成电路用于生成第一参考电压；所述第二参考电压生成电路用于生成第二参考电压；所述比较电路，用于当所述第三电压、第四电压中的至少一个小于所述第一参考电压时，确认所述三相交流电源存在零线、火线反接故障；和/或当第三电压、第四电压中的至少一个大于第二参考电压时，确定三相交流电源的三个输入端口中至少一个存在过压故障；其中，所述第二参考电压大于第一参考电压。

可选地，当所述比较电路确定所述三相交流电源存在零线、火线反接故障和/或所述三相交流电源的三个输入端口中至少一个存在过压故障时，触发停机保护。

可选地，所述比较电路包括第一比较器和/或第二比较器，所述第一参考电压作为所述第一比较器和/或所述第二比较器的同向端输入，所述第二参考电压作为所述第一比较器和/或所述第二比较器的反向端输入，所述第三电压作为第一比较器的输入电压，所述第四电压作为所述第二比较器的输入电压。

可选地，所述第一参考电压生成电路包括串联的第一电阻(R103)和第二电阻(R104)，所述第一电阻与稳压电源相连，所述稳压电源经过分压后获得第一参考电压；所述第二参考电压生成电路包括串联的第三电阻(R105)和第四电阻(R106)，所述第三电阻与稳压电源相连，所述稳压电源经过分压后获得第二参考电压。

可选地，所述第一电压、第二电压等比例转换成为第三电压、第四电压包括所述第一电压经过第一整流电路、第一滤波电路、和第一分压电路生成所述第三电压，所述第二电压经过第二整流电路、第二滤波电路、第二分压电路生成所述第四电压。

可选地，用于当所述第三电压、第四电压中的至少一个小于所述第一参考电压时，确认所述三相交流电源存在零线、火线反接故障包括：当仅所述第三电压小于所述第一参考电压时，确定所述三相交流电源的第一端口存在零线、火险反接故障；当仅所述第四电压小于所述第一参考电压时，确定所述三相交流电源的第三端口存在零线、火险反接故障；当所述第三电压和所述第四电压均小于第一参考电压，确定所述三相交流电源的第二端口存在零线、火险反接故障。

本发明又一方面提供了一种三相驱动板，包括如前述任一所述的故障确定电路。

本发明的方案，解决了三相交流输入电压L1、L2、L3任意一相与零线反接和/或三相交流输入电压L1、L2、L3过高的问题，防止整流桥工作在两相整流模式，导致整流桥电流过大、温升过高、极易损坏的风险，和/或能够防止母线电压过高，逆变单元承受过高的电压应力而损坏。本电路结构简单，使用的器件少，不需要单独开发一块板，直接板载到主板上即可，并且需要的空间很小，成本低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的三相驱动板故障确定电路一实施方式的结构示意图；

图2是本发明提供的三相驱动板故障确定电路一实施方式的电路原理图；

图3是本发明提供的三相驱动板一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明提供的三相驱动板故障确定电路一实施方式的结构示意图。本发明一具体实施方式，如图1所示。一种三相驱动板故障确定电路110，包括比较器1103和参考电压生成电路，其中所述参考电压生成电路包括第一参考电压生成电路1101和/或第二电压生成电路1102。

三相交流电源包括三个输入端口,其中第一端口L1与第二端口L2之间的电压为第一电压,第二端口L2与第三端口L3之间的电压为第二电压。所述第一电压、第二电压等比例转换成为第三电压、第四电压，以使得能够适于比较器的输入。

例如，比较器的输入为(0，1)范围内的值，则可将第一电压，例如340V，540V等，按照一定的比例转成成第三电压，即(0，1)范围内的值。类似的，第二电压也等比例的转换成第四电压。

第一参考电压生成电路用于生成第一参考电压。第二参考电压生成电路用于生成第二参考电压。例如，将第一参考电压RL设置0.3V，第二参考电压RH设置为0.77V。

例如，第一参考电压生成电包括由第一电阻,第二电阻串联组成的分压电路，其中第一电阻与稳压电源相连，第二电阻与地相连。稳压电源可以选择3.3V、5V、12V、24V等。当选择3.3V时，为了达到0.3V的电压，第一电阻可以选择10KΩ的电阻，第二电阻可以选择1KΩ的电阻。

例如，第二参考电压生成电包括由第三电阻，第四电阻串联组成的分压电路，其中第三电阻与稳压电源相连，第四电阻与地相连。稳压电源可以选择3.3V、5V、12V、24V等。当选择3.3V时，为了达到0.77V的电压，第三电阻可以选择3.3KΩ的电阻，第四电阻可以选择1KΩ的电阻。

所述比较电路，用于当所述第三电压、第四电压中的至少一个小于所述第一参考电压时，确认所述三相交流电源存在零线、火线反接故障；

和/或当第三电压、第四电压中的至少一个大于第二参考电压时，确定三相交流电源的三个输入端口中至少一个存在过压故障；其中，所述第二参考电压大于第一参考电压。

例如，第三电压和第四电压的值随输入电压而变化的，输入电压降低，第三电压和第四电压变小，输入电压升高，第三电压和第四电压变大。当L1、L2、L3任何一相与零线反接，第三电压或第四电压的电压肯定会有一个是小于第一参考电压的。

当L1、L2、L3的任何一相电压过高或三相电压同时过高，都会导致第三电压高于、第四电压高于或第三电压、第四电压同时高于第二参考电压。

可选地、当出现火线反接故障和/或所述三相交流电源的三个输入端口中至少一个存在过压故障时，触发停机保护，例如发出一高电平信号，触发停机保护。

可选地，比较单元包括第一比较器和/或第二比较器，所述第一参考电压作为所述第一比较器和/或所述第二比较器的同向端输入，所述第二参考电压作为所述第一比较器和/或所述第二比较器的反向端输入，所述第三电压作为第一比较器的输入电压，所述第四电压作为所述第二比较器的输入电压；其中第一比较器、第二比较器包括窗口比较器。

例如，3.3V电源经过第一电阻、第二电阻分压后，得到RL信号，用于比较器第一比较器U1和第二比较器U2同向端(比较器5号引脚)参考电压，3.3V电源经过第三电阻、第四电阻分压后，得到RH信号，用于第一比较器U1和第二比较器U2反向端(比较器2号引脚)参考电压，其中，0<RL<RH<3.3V。

例如，第一端口和第二端口首先经过第一整流电路。第一整流电路，例如由二极管D101、D102、D103、D104组成一个单相整流桥，用于给第一端口、第二端口进行整流。

整流后经过第一滤波电路，例如滤波电容C101，在C101上面会得到稳定的直流电压。这个稳定的直流电压，通过第一分压单元，例如由电阻进行分压，得到第三电压UI_1信号，此信号用于第一比较器的输入。

第二端口和第三端口首先经过第二整流电路。第二整流电路，例如由二极管D201、D202、D203、D204组成一个单相整流桥，用于给第二端口、第三端口进行整流。

整流后经过第二滤波电路，例如滤波电容C201，在C201上面会得到稳定的直流电压。这个稳定的直流电压，通过第二分压单元，例如由电阻进行分压，得到第四电压UI_2信号，此信号用于第二比较器的输入。

图2是本发明提供的三相驱动板故障确定电路一实施方式的电路原理图。本发明一具体实施方式，结合本发明其他实施方式的各个方面。

如图2所示，三相驱动板的三相输入包括三个端口，第一端口L1，第二端口L2，第三端口L3。

第一端口和第二端口首先经过第一整流电路。第一整流电路，例如由二极管D101、D102、D103、D104组成一个单相整流桥，用于给第一端口、第二端口进行整流。

整流后经过第一滤波电路，例如滤波电容C101，在C101上面会得到稳定的直流电压。这个稳定的直流电压，通过第一分压单元，例如由电阻R101、R102进行分压，得到UI_1信号，此信号用于比较器U1的输入。

整流后经过第二滤波电路，例如滤波电容C201，在C201上面会得到稳定的直流电压。这个稳定的直流电压，通过第二分压单元，例如由电阻R201、R202进行分压，得到UI_2信号，此信号用于比较器U2的输入。

D101、D102、D103、D104、D201、D202、D203、D204为工频整流用二极管，优选选择正向电流相对小的二极管，例如1A，较大正向电流的二极管会造成成本不必要的增加。但是这些二极管的反向耐压性能要好，例如，当交流输入电源为380V时，二极管会承受540V的反向耐压，优选地反向耐压值选在1200V到1600V的范围内。

C101、C201用于储能、滤波。对于380V交流输入的电源，C101、C102会承受540V的直流电压，优选地耐压600V到1000V的范围。电容值不宜过大，优选10uf左右的电容，并根据实际情况进行调节。

电阻R101、R102对C101输出的电压进行分压后形成第三电压，电阻R201、R202对C201输出的电压进行分压后形成第四电压。

例如，正常情况下，第一电压和第二电压为380V，经过整流滤波后，电压达到540V，为了转换成比较器的工作范围内，可以将电压进行电阻分压后，达到(0，1)范围内的值。例如，R101、R201选用1032KΩ的电阻，R102、R202选用1KΩ的电阻。此时，正常情况下，分压后的电压为0.523。

此时，根据需要可以将第一参考电压RL设置0.3V，第二参考电压RH设置为0.77V。

例如，第一参考电压生成电包括由第一电阻R103,第二电阻R104串联组成的分压电路，其中第一电阻R103与稳压电源相连，第二电阻R104与地相连。稳压电源可以选择3.3V、5V、12V、24V等。当选择3.3V时，为了达到0.3V的电压，R103可以选择10KΩ的电阻，R104可以选择1KΩ的电阻。

例如，第二参考电压生成电包括由第三电阻R105，第四电阻R106串联组成的分压电路，其中第三电阻R105与稳压电源相连，第四电阻R106与地相连。稳压电源可以选择3.3V、5V、12V、24V等。当选择3.3V时，为了达到0.77V的电压，R105可以选择3.3KΩ的电阻，R106可以选择1KΩ的电阻。

UI_1和UI_2的值随输入电压而变化的，输入电压降低，UI_1和UI_2变小，输入电压升高，UI_1和UI_2变大。当L1、L2、L3任何一相与零线反接，UI_1或UI_2的电压肯定会有一个是小于0.3V的。

当L1、L2、L3的任何一相电压过高或三相电压同时过高，都会导致UI_1高于、UI_2高于或UI_1、UI_2同时高于0.77V。

3.3V电源经过R103、R104分压后，得到RL信号，用于比较器U1和U2同向端(比较器5号引脚)参考电压，3.3V电源经过R105、R106分压后，得到RH信号，用于比较器U1和U2反向端(比较器2号引脚)参考电压，其中，0<RL<RH<3.3V。其中，比较器为窗口比较器。

L1、L2整流电路，整流分压后得到UI_1信号，当电压UI_1大于RH时，此时必然大于RL，所以集成运放U1-A的输出为高电平，U1-B的输出为低电平，使得D105导通、D106截止，使得U_OUT1为高电平，当DSP检测到U_OUT1为高电平时，保护停机。

当电压UI_1小于RL时，此时必然小于RH，所以集成运放U1-A的输出为低电平，U1-B的输出为高电平，使得D105截止、D106导通，使得U_OUT1为高电平，当DSP检测到U_OUT1为高电平时，保护停机。

当电压RL<UI_1<RH时，集成运放U1-A的输出为低电平，U1-B的输出为低电平，使得D105截止、D106截止，使得U_OUT1为低电平，当DSP检测到U_OUT1为低电平时，说明驱动板板运行正常。

同理，L2、L3整流电路的工作过程同L1、L2整流电路的工作过程一样。

图中，R107、R207为限流电阻，R108、R208为下拉电阻，C102、C202为滤波电容。

例如，L1、L2整流后的母线电压为310VDC，L2、L3整流后的母线电压为540VDC，则说明L1与零线反接，当UI_1<RL，则U_OUT1为高电平，异常，RL<UI_2<RH，则U_OUT2为低电平，正常，只要DSP检测到U_OUT1、U_OUT2任何一个为高电平，则进行保护停机。

例如，L1、L2整流后的母线电压为540VDC，L2、L3整流后的母线电压为310VDC，则说明L3与零线反接，当RL<UI_1<RH，则U_OUT1为低电平，正常，UI_2<RL，则U_OUT2为高电平，异常，只要DSP检测到U_OUT1、U_OUT2任何一个为高电平，则进行保护停机。

例如，L1、L2整流后的母线电压为310VDC，L2、L3整流后的母线电压为310VDC，则说明L2与零线反接，当UI_1<RL，则U_OUT1为高电平，异常，UI_2<RL，则U_OUT2为高电平，异常，只要DSP检测到U_OUT1、U_OUT2任何一个为高电平，则进行保护停机。

例如，当三相交流输入电压L1、L2、L3的任何一相电压过高或三相电压同时过高，都会导致UI_1过高、UI_2过高或UI_1、UI_2同时过高，只要达到UI_1>RH或UI_2>RH或UI_1、UI_2同时大于RH，U_OUT1、U_OUT2就会输出高电平，从而进行保护停机。

图3是本发明提供的三相驱动板一实施方式的结构示意图。本发明一具体实施方式，结合其他实施方式的各个方面。一种三相驱动板2，包括本发明各个实施方式提供的故障确定电路21。

综上，本发明提供的方案，实现了输入零火线反接和/或输入电压过高的功能，该电路具有结构简单、器件少、成本低、可靠性高的优点。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种三相驱动板故障确定电路，其特征在于，包括比较电路和参考电压生成电路，其中所述参考电压生成电路包括第一参考电压生成电路和第二参考电压生成电路；

三相交流电源包括三个输入端口,其中第一端口(L1)与第二端口(L2)之间的电压为第一电压,第二端口(L2)与第三端口(L3)之间的电压为第二电压；所述第一电压、第二电压等比例转换成为第三电压、第四电压；

所述第一参考电压生成电路用于生成第一参考电压；

所述第二参考电压生成电路用于生成第二参考电压；

所述比较电路，

用于当所述第三电压、第四电压中的至少一个小于所述第一参考电压时，确认所述三相交流电源存在零线、火线反接故障；

当第三电压、第四电压中的至少一个大于第二参考电压时，确定三相交流电源的三个输入端口中至少一个存在过压故障；其中，所述第二参考电压大于第一参考电压。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，当所述比较电路确定所述三相交流电源存在零线、火线反接故障和/或所述三相交流电源的三个输入端口中至少一个存在过压故障时，触发停机保护。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述比较电路包括第一比较器和/或第二比较器，所述第一参考电压作为所述第一比较器和/或所述第二比较器的同向端输入，所述第二参考电压作为所述第一比较器和/或所述第二比较器的反向端输入，所述第三电压作为第一比较器的输入电压，所述第四电压作为所述第二比较器的输入电压。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一参考电压生成电路包括串联的第一电阻(R103)和第二电阻(R104)，所述第一电阻与稳压电源相连，所述稳压电源经过分压后获得第一参考电压；

所述第二参考电压生成电路包括串联的第三电阻(R105)和第四电阻(R106)，所述第三电阻与稳压电源相连，所述稳压电源经过分压后获得第二参考电压。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电压、第二电压等比例转换成为第三电压、第四电压包括所述第一电压经过第一整流电路、第一滤波电路、和第一分压电路生成所述第三电压，所述第二电压经过第二整流电路、第二滤波电路、第二分压电路生成所述第四电压。

6.根据权利要求1-5任一所述的电路，其特征在于，用于当所述第三电压、第四电压中的至少一个小于所述第一参考电压时，确认所述三相交流电源存在零线、火线反接故障包括：当仅所述第三电压小于所述第一参考电压时，确定所述三相交流电源的第一端口存在零线、火险反接故障；当仅所述第四电压小于所述第一参考电压时，确定所述三相交流电源的第三端口存在零线、火险反接故障；当所述第三电压和所述第四电压均小于第一参考电压，确定所述三相交流电源的第二端口存在零线、火险反接故障。

7.一种三相驱动板，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的故障确定电路。