CN107147083B - 智能功率模块及变频驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种智能功率模块及变频驱动器，该智能功率模块包括分别与逆变桥连接的上桥臂驱动电路及和下桥臂驱动电路，以及过流保护模式选择电路，用于接入过流保护模式信号，并输出；过流保护延时电路，用于接入过流保护延时信号并输出；过流保护电路，用于在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号；逆变桥控制逻辑电路，用于根据过流保护模式信号、过流保护延时信号和过流检测信号控制上桥臂驱动电路和/或下桥臂驱动电路关断。本发明解决了由于压力等原因导致流经压缩机的电流大于预设值而损坏变频驱动器的问题。

Description

智能功率模块及变频驱动器
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种智能功率模块及变频驱动器。
背景技术
目前，主流变频空调驱动器采用交-直-交模式，先将电网交流电整流为直流电，再通过智能功率模块将直流电源逆变为三相交流电后提供给空调压缩机，以驱动压缩机运转。压缩机运转时，驱动冷媒在空调系统中流通，以实现制冷或制热。
在变频驱动器驱动压缩机工作的过程中，当压缩机处于恶劣工况下，例如系统压力原因导致压缩机电流过大时，导致压缩机的电机转子永磁材料过电流而退磁，同时也容易导致变频驱动器过电流而损坏。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种智能功率模块及变频驱动器，旨在解决由于压力等原因导致流经压缩机的电流大于预设值而损坏变频驱动器。
为实现上述目的，本发明提出一种智能功率模块，用于变频驱动器，所述智能功率模块包括分别与逆变桥连接的上桥臂驱动电路和下桥臂驱动电路，以及，
过流保护模式选择电路，所述过流保护模式选择电路包括第一保护模式输入端和第二保护模式输入端，所述过流保护模式选择电路用于接入第一保护模式输入端或第二保护输入端输入的过流保护模式信号，并输出；
过流保护延时电路，所述过流保护延时电路包括第一延时信号输入端和第二延时信号输入端，所述过流保护延时电路用于接入第一延时信号输入端和第二延时信号输入端输入的过流保护延时信号；
过流保护电路，用于在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号；
逆变桥控制逻辑电路，用于根据所述过流保护模式信号、所述过流保护延时信号和所述过流检测信号控制所述上桥臂驱动电路和/或下桥臂驱动电路关断。
优选地，所述智能功率模块还包括用于检测所述逆变桥温度是否大于预设温度阈值的温度过热保护电路，所述温度过热保护电路与所述逆变桥控制逻辑电路连接；
所述温度过热保护电路，用于在检测到所述逆变桥温度大于预设温度阈值时输出过热保护信号；
所述逆变桥控制逻辑电路，还用于根据所述过流保护模式信号和所述过热保护信号控制所述上桥臂驱动电路和/或下桥臂驱动电路关断。
优选地，所述温度过热保护电路包括多个温度传感器，所述逆变桥包括多个功率管，多个所述温度传感器对应所述逆变桥多个功率管的数量设置。
优选地，所述智能功率模块还包括用于将接入的供电电源进行降压后给所述逆变桥控制逻辑电路供电的电源处理电路，所述电源处理电路的输入端用于接入供电电源，所述电压降压电路的输出端与所述逆变桥控制逻辑电路的电源输入端连接。
优选地，所述智能功率模块还包括第一低压保护电路，所述第一低压保护电路的检测端与所述供电电源连接，所述第一低压保护电路的输出端与所述逆变桥控制逻辑电路连接，所述第一低压保护电路用于在检测到输出至所述电机的电压值小于逆变桥控制逻辑电路的电压保护阈值时，控制所述逆变桥控制逻辑电路停止工作。
优选地，所述智能功率模块还包括用于将电源电压进行隔离后输出至逆变桥的电压隔离电路；所述电压隔离电路的输入端用于接入供电电源，所述电压隔离电路的多个输出端与所述负载的电源端一一对应连接。
优选地，所述电压隔离电路包括多路电压隔离支路，多路所述电压隔离支路的数量对应所述电压隔离电路的输出端的数量设置；
所述电压隔离支路包括第一电阻和第一二极管，所述第一电阻的阳极为所述电压隔离电路的输入端，所述第一二极管的阴极经所述第一电阻与所述负载的电源端对应连接。
优选地，所述智能功率模块还包括多个第二低压保护电路，多个所述第二低压保护电路的检测端与所述电压隔离电路的多个输出端一一对应连接，多个所述第二低压保护电路的输出端分别与上桥臂驱动电路连接；多个所述第二低压保护电路用于在检测到输出至所述电机的电压值小于电机电压保护阈值时，控制所述上桥臂驱动电路停止工作。
本发明还提出一种变频驱动器，所述变频驱动器包括直流母线电压输出电路及如上所述的智能功率模块，所述直流母线电压输出电路的输入端接入交流电源，所述智能功率模块的电源处理电路连接所述直流母线电压输出电路的直流母线。
优选地，所述直流母线电压输出电路包括整流电路及滤波电容，所述整流电路的输入端接入交流电源，所述整流电路的输出端为所述直流母线，所述滤波电容与所述直流母线并联设置；其中，
所述滤波电容为薄膜电容或陶瓷电容，所述滤波电容的电容量为5-30uF。
本发明通过设置过流保护模式选择电路，并通过所述过流保护模式选择电路的第一保护模式输入端或第二保护模式输入端接入过流保护模式信号，以及通过过流保护延时电路的第一延时信号输入端和第二延时信号输入端接入过流保护延时信号，分别输出至逆变桥控制逻辑电路；同时通过过流保护电路在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号至逆变桥控制逻辑电路，以使逆变桥控制逻辑电路根据所述过流保护模式信号和所述过流检测信号，并以过流保护延时电路控制所述上桥臂驱动电路和/或下桥臂驱动电路关断对应的保护时间，以确保电机中存储的能量能够尽可能的完全释放。从而避免由于压力等原因导致流经压缩机的电流大于预设值而损坏变频驱动器，同时避免变频压缩机电机转子永磁材料过电流而退磁。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明智能功率模块应用于变频驱动器中的功能模块示意图；
图2为图1中智能功率模块一实施例的电路结构示意图；
图3为本发明变频驱动器另一实施例的功能模块示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 上桥臂驱动电路 90 第二低压保护电路
20 下桥臂驱动电路 91 U相低压保护电路
31 过流保护模式选择电路 92 V相低压保护电
32 过流保护延时电路 93 W相低压保护电路
40 过流保护电路 R1 第一电阻
50 逆变桥控制逻辑电路 R2 第二电阻
60 温度过热保护电路 R3 第三电阻
70 电源处理电路 D1 第一二极管
71 第一低压保护电路 D2 第二二极管
80 电压隔离电路 D3 第三二极管
81 U相电压隔离支路 FO_M1 第一保护模式输入端
82 V相电压隔离支路 FO_M2 第二保护模式输入端
83 W相电压隔离支路 DE_M1 第一延时信号输入端
VCC 供电电源 DE_M2 第二延时信号输入端
S0 逆变桥 C1 滤波电容
100 直流母线电压输出电路 200 智能功率模块
101 整流电路
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出的一种智能功率模块，用于变频驱动器中，可用于驱动空调、冰箱等压缩机的电机工作。
参照图1及图2，在本发明一实施例中，该智能功率模块包括分别与逆变桥S0连接的上桥臂驱动电路10和下桥臂驱动电路20，以及，
过流保护模式选择电路31，所述过流保护模式选择电路31包括第一保护模式输入端FO_M1和第二保护模式输入端FO_M2，所述过流保护模式选择电路31用于接入第一保护模式输入端FO_M1或第二保护模式输入端FO_M2的过流保护模式信号，并输出；
过流保护延时电路32，所述过流保护延时电路32包括第一延时信号输入端DE_M1和第二延时信号输入端DE_M2，所述过流保护延时电路32用于接入第一延时信号输入端DE_M1和第二延时信号输入端DE_M2输入的过流保护延时信号；
过流保护电路40，用于在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号；
逆变桥控制逻辑电路50，用于根据所述过流保护模式信号、所述过流保护延时信号和所述过流检测信号控制所述上桥臂驱动电路10和/或下桥臂驱动电路20关断。
本实施例中，逆变桥S0用于将输入的直流电转换为三相交流电并输出至负载，以驱动压缩机电机等负载工作。逆变桥控制逻辑电路50包括对应与外部主控制器的控制脚连接的多个控制信号输入端，且分别为HU、HV、HW、LU、LV、LW；逆变桥控制逻辑电路50用于与外部主控制器之间通讯，并根据外部主控制器输出的控制信号，确定输出至上桥臂驱动电路10和下桥臂驱动电路20的控制逻辑电平，然后输出相应的控制信号控制上桥臂驱动电路10和下桥臂驱动电路20工作，进而驱动逆变桥S0对应的上桥臂开关和/或下桥臂开关工作，而将输入的直流电转换为交流电后输出至负载，驱动负载工作。
本实施例通过过流保护模式选择电路30的第一保护模式输入端FO_M1和第二保护模式输入端FO_M2来分别输入不同形式的过流保护模式信号，且第一保护模式输入端FO_M1和第二保护模式输入端FO_M2均可以输入多种过流保护模式信号。为了更好的说明本实施例，本实施例中，以第一保护模式输入端FO_M1外接不同伏值的电压，第二保护模式输入端FO_M2外接不同阻值的电阻为例进行说明，所述过流保护模式选择电路30根据第一保护模式输入端FO_M1输入不同电压值的电压或者第二保护模式输入端FO_M2外接不同阻值的电阻来设置对应的保护模式。
当第一保护模式输入端FO_M1外接0V的电平，或者第二保护模式输入端FO_M2外接阻值为1K欧姆的电阻时，则将过流保护模式设置为保护模式1；当第一保护模式输入端FO_M1外接2.5V的电平，或者第二保护模式输入端FO_M2外接阻值为10K欧姆的电阻时，则将过流保护模式设置为保护模式2；当第一保护模式输入端FO_M1外接5V的电平，或者第二保护模式输入端FO_M2外接阻值为100K欧姆的电阻，则将过流保护模式设置为保护模式3。其中，保护模式1为全桥保护模式，保护模式2为上桥保护模式，保护模式3为上桥保护模式。如此设置，使得逆变桥控制逻辑电路50根据过流保护模式选择电路31输出的对应的过流保护模式信号，并在接收到过流保护电路40输出的过流检测信号控制所述上桥臂驱动电路10和/或下桥臂驱动电路20关断。
过流保护延时电路32的第一延时信号输入端DE_M1和第二延时信号输入端DE_M2来分别输入不同形式的过流保护模式信号，且第一延时信号输入端DE_M1和第二延时信号输入端DE_M2均可以输入多种过流保护模式信号。为了更好的说明本实施例，本实施例中，以第一延时信号输入端DE_M1外接不同伏值的电压，第二延时信号输入端DE_M2外接不同阻值的电阻为例进行说明，所述过流保护模式选择电路31根据第一延时信号输入端DE_M1输入不同电压值的电压或者第二延时信号输入端DE_M2外接不同阻值来设置对应的保护时间T，从而保护变频驱动器中的电子元器件。
当第一延时信号输入端DE_M1外接0V的电平，或者第二延时信号输入端DE_M2外接阻值为1K欧姆的电阻时，则将过流保护时间T设置为0秒；当第一延时信号输入端DE_M1外接0～5V的电平时，则将过流保护时间T设置为V_IN*60秒/5V，其中V_IN为具体输入电压，或者第二延时信号输入端DE_M2外接阻值为10K欧姆的电阻时，则将过流保护时间T设置为R_IN*60秒/(100KΩ-10KΩ)，其中，R_IN为具体接入电阻的阻值；当第一延时信号输入端DE_M1外接5V的电平，或者第二延时信号输入端DE_M2外接阻值为100K欧姆的电阻，则将过流保护时间T设置为60秒。如此设置，使得逆变桥控制逻辑电路50根据过流保护延时电路32输出的对应的保护保护时间信号，并在接收到过流保护电路40输出的过流检测信号以过流保护延时电路32输出的保护时间T控制所述上桥臂驱动电路10和/或下桥臂驱动电路20关断。
可以理解的是，上述实施例选取的电阻值和电压值仅仅是用于阐述本实施例的具体工作原理，并不限制本发明的取值范围，在其他实施例中，电压和电阻还可以是其他值，在此不做限制。
具体地，在过流保护模式选择电路31输出过流保护模式信号为保护模式1，以及过流保护延时电路32输出对应的过流保护延时信号，并在接收到过流保护电路40输出的过流检测信号时，以过流保护延时电路32输出过流保护延时信号控制所述上桥臂驱动电路10和下桥臂驱动电路20同时关断对应的保护时间，以驱动逆变桥S0停止工作，此时电机三相定子绕组无法形成电流回路而停止工作，从而避免流经电机三相定子绕组的电流大于预设电流值时，烧毁电机及变频驱动器。
在过流保护模式选择电路31输出过流保护模式信号为保护模式2，以及过流保护延时电路32输出对应的过流保护延时信号，并在接收到过流保护电路40输出的过流检测信号时，以过流保护延时电路32输出过流保护延时信号控制所述上桥臂驱动电路10关断对应的保护时间，且下桥臂驱动电路20导通，以使电机三相定子绕组与逆变桥S0的下桥臂功率管之间形成电流回路，以对电机进行制动，将电机发生过流时产生的感应电动势进行泄放，避免感应电动势回馈到变频器的直流回路，引起回路上的直流母线电压过高损坏变频驱动器中的电子元器件。
在过流保护模式选择电路31输出过流保护模式信号为保护模式3，以及过流保护延时电路32输出对应的过流保护延时信号，并在接收到过流保护电路40输出的过流检测信号时，以过流保护延时电路32输出过流保护延时信号控制所述下桥臂驱动电路20关断对应的保护时间，且上桥臂驱动电路10导通，以使电机三相定子绕组与逆变桥S0的上桥臂功率管之间形成电流回路，以对电机进行制动，将电机发生过流时产生的感应电动势进行泄放，避免感应电动势回馈到变频器的直流回路，引起回路上的直流母线电压过高损坏变频驱动器中的电子元器件。
本发明通过设置过流保护模式选择电路31，并通过所述过流保护模式选择电路31的第一保护模式输入端FO_M1或第二保护模式输入端FO_M2接入过流保护模式信号，以及通过过流保护延时电路32的第一延时信号输入端DE_M1和第二延时信号输入端DE_M2接入过流保护延时信号，分别输出至逆变桥控制逻辑电路50；同时通过过流保护电路40在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号至逆变桥控制逻辑电路50，以使逆变桥控制逻辑电路50根据所述过流保护模式信号和所述过流检测信号，并以过流保护延时电路控制所述上桥臂驱动电路10和/或下桥臂驱动电路20关断对应的保护时间，以确保电机中存储的能量能够完全释放。从而避免由于压力等原因导致流经压缩机的电流大于预设值而损坏变频驱动器，同时避免变频压缩机电机转子永磁材料过电流而退磁。
需要说明的是，本发明上述智能功率模块比较适用于小容值滤波电容的变频驱动器中。在小容值滤波电容的变频驱动器中，当外部主控制器停止输出控制信号，也即逆变桥控制逻辑电路50停止输出控制逻辑电平至上桥臂驱动电路10和下桥臂驱动电路20而控制上桥臂驱动电路10和下桥臂驱动电路20停止工作时，逆变桥S0也将停止驱动负载工作。此时电机转子在自身转动惯量的维持下而继续转动，电机将可能处于再生发电制动状态，而将系统中所储存的机械能转换成电能，并通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路，储存在变频器的直流母线滤波电容中，导致直流母线电压迅速升高，由于直流母线电容为小容值滤波电容，一般为5-30uF，直流母线电压可能会冲的较高，如此，会损坏变频驱动器中的电子元器件。
本发明智能功率模块可以在接收到过流保护电路40输出的过流检测信号时，通过逆变桥控制逻辑电路50控制上桥臂驱动电路10和下桥臂驱动电路20中的一个桥臂关断，保留另一个桥臂的导通，例如，控制上桥臂功率管导通，下桥臂功率管关断，如此，使得电机三相定子绕组与逆变桥S0的上桥臂功率管之间形成电流回路，而将电机中存储的能量尽可能的释放掉，以避免损坏变频驱动器中的电子元器件。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述智能功率模块还包括用于检测所述逆变桥S0温度是否大于预设温度阈值的温度过热保护电路60，所述温度过热保护电路60与所述逆变桥控制逻辑电路50连接；
所述温度过热保护电路60，用于在检测到所述逆变桥S0温度大于预设温度阈值时输出过热保护信号；
所述逆变桥控制逻辑电路50，还用于根据所述过流保护模式信号和所述过热保护信号控制所述上桥臂驱动电路10和/或下桥臂驱动电路20关断。
本实施例中，为了避免逆变桥S0在将直流电转换为交流电的过程中温升严重，或者由于其他原因使得流经逆变桥S0的电流过大而发热严重，从而导致逆变桥S0温度大于预设温度阈值，本实施例通过设置温度过热保护电路60，并在检测到所述逆变桥S0温度大于预设温度阈值时输出过热保护信号，以使逆变桥S0控制逻辑电路50根据所述过流保护模式信号和所述过热保护信号控制所述上桥臂驱动电路10和/或下桥臂驱动电路20关断。
上述实施例中，所述温度过热保护电路60包括多个温度传感器，所述逆变桥S0包括多个功率管，多个所述温度传感器对应所述逆变桥S0多个功率管的数量设置。
本实施例中，逆变桥S0的功率管的数量为6个，分别对应为上桥臂S1、S3、S5以及下桥臂S2、S4、S6。当温度传感器检测到逆变桥S0中的一个或多个功率管的温度大于预设温度阈值时，输出过热保护信号，以避免功率管的温度过高而烧毁。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述智能功率模块还包括用于将接入的供电电源VCC进行降压后给所述逆变桥控制逻辑电路50供电的电源处理电路70，所述电源处理电路70的输入端用于接入供电电源VCC，所述电压降压电路的输出端与所述逆变桥控制逻辑电路50的电源输入端连接。
本实施例中，电源处理电路70将输入的供电电源VCC进行降压后输出至逆变桥控制逻辑电路50，以为逆变桥控制逻辑电路50提供稳定的工作电压。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述智能功率模块还包括第一低压保护电路71，所述第一低压保护电路71的检测端与所述供电电源VCC连接，所述第一低压保护电路71的输出端与所述逆变桥控制逻辑电路50连接，所述第一低压保护电路71用于在检测到输出至所述电机的电压值小于逆变桥控制逻辑电路50的电压保护阈值时，控制所述逆变桥控制逻辑电路50停止工作。
本实施例中，第一低压保护电路71在检测到输入的电源电压消失或降低而使输出至所述电机的电压值小于逆变桥控制逻辑电路50的电压保护阈值时，控制所述逆变桥控制逻辑电路50停止工作，从而控制电机停止工作。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述智能功率模块还包括用于将电源电压进行隔离后输出至逆变桥的电压隔离电路80；所述电压隔离电路80的输入端用于接入供电电源VCC，所述电压隔离电路80的多个输出端与所述负载的电源端一一对应连接。
本实施例中，电压隔离电路80将供电电源VCC输入的电源电压进行隔离后输出至电机，以为电机提供工作电压。
上述实施例中，所述电压隔离电路80包括多路电压隔离支路，多路所述电压隔离支路的数量对应与所述电压隔离电路80的多个输出端的数量设置；
本实施例中，对应电机的三相定子绕组电压，电压隔离电路80包括三条电压隔离支路，分别为U相电压隔离支路81、V相电压隔离支路82及W相电压隔离支路83。
具体地，U相电压隔离支路81包括第一电阻R1和第一二极管D1，所述第一电阻R1的阳极为U相电压隔离电路81的输入端，所述第一二极管D1的阴极经所述第一电阻R1与所述负载的电源端对应连接。
其中，利用二极管的单向导通性，避免后级电路的干扰信号窜入至供电电源VCC而污染电源，并实现电压隔离，第一电阻R1用于限流，以避免流经至电机三相定子绕组的电流过大。
V相电压隔离支82路包括第二电阻R2和第二二极管D2，所述第一电阻R1的阳极为所述V相电隔离电路82的输入端，所述第二二极管D2的阴极经所述第二电阻R2与所述负载的电源端对应连接。
W相电压隔离支路83包括第三电阻R3和第三二极管D3，所述第一电阻R1的阳极为所述W相电压隔离电路83的输入端，所述第三二极管D3的阴极经所述第三电阻R3与所述负载的电源端对应连接。
可以理解的是，由于U相电压隔离支路81、V相电压隔离支路82及W相电压隔离支路83的结构相同，V相电压隔离支路82及W相电压隔离支路83的工作原理与U相电压隔离支路81也相同且达到的技术效果也相同，具体可参照U相电压隔离支路81，在此不再赘述。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述智能功率模块还包括多个第二低压保护电路90，多个所述第二低压保护电路90的检测端与所述电压隔离电路80的多个输出端一一对应连接，多个所述第二低压保护电路90的输出端分别与上桥臂驱动电路10连接；多个所述第二低压保护电路90用于在检测到输出至所述电机的电压值小于电机电压保护阈值时，控制所述上桥臂驱动电路10停止工作。
本实施例中，对应电机的三相定子绕组，第二低压保护电路90包括三路第二低压保护支路，且分别为U相低压保护电路91、V相低压保护电路92及W相低压保护电路93，U相低压保护电路91、V相低压保护电路92及W相低压保护电路93分别用于在检测到输入的电源电压消失或降低而使输出至所述电机的电压值小于逆变桥控制逻辑电路50的电压保护阈值时，控制所述逆变桥控制逻辑电路50停止工作，从而控制电机停止工作。
本发明还提出一种变频驱动器。
参照图3，所述变频驱动器包括直流母线电压输出电路100及如上所述的智能功率模块200，所述智能功率模块200的电源处理电路连接所述直流母线电压输出电路100的直流母线。该智能功率模块200的具体结构参照上述实施例，由于本发明变频驱动器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
上述实施例中，所述直流母线电压输出电路100包括整流电路101及滤波电容C1，所述整流电路101的输入端接入交流电源，所述整流电路101的输出端为所述直流母线，所述滤波电容C1与所述直流母线并联设置；其中，
所述滤波电容C1为薄膜电容或陶瓷电容，所述滤波电容C1的电容量为5-30uF。
现有变频驱动器中的滤波电容总容量一般可达到800uF的大容量电解电容，使得变频驱动器的成本较高，且大容量的电解电容使用寿命较短。为了解决上述问题，本发明实施例采用使用寿命较长的薄膜电容或陶瓷电容等小容值的滤波电容C1，容值比现有的变频驱动器中的电容器要小很多，一般只有其大电容器电容值的1％-2％，具体电容量为5-30uF，通常为20uF。
本发明变频驱动器的小容值滤波电容C1相比现有的滤波电容C1量大的电机驱动系统，其主要区别是小容值电容变频驱动器中的直流母线电压是脉动电压，其电压时刻处于周期性波动状态。为了避免小容值电容变频驱动器中，电机产生的感应电动势回馈到直流母线上，并储存在变频器的与直流母线并联的滤波电容C1中，导致直流母线电压迅速升高。本发明通过智能功率模块200中的过流保护电路在检测到过流检测信号时，通过逆变桥控制逻辑电路控制上桥臂驱动电路和下桥臂驱动电路中的一个桥臂关断，保留另一个桥臂的导通，例如，控制上桥臂功率管导通，下桥臂功率管关断，如此，使得电机三相定子绕组与逆变桥的上桥臂功率管之间形成电流回路，而将电机中存储的能量尽可能的释放掉，以避免损坏变频驱动器中的电子元器件，从而适用于小容值电容的变频驱动器中。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能功率模块，用于变频驱动器，其特征在于，所述智能功率模块包括分别与逆变桥连接的上桥臂驱动电路和下桥臂驱动电路，以及，
过流保护模式选择电路，所述过流保护模式选择电路包括第一保护模式输入端和第二保护模式输入端，所述过流保护模式选择电路用于接入第一保护模式输入端或第二保护模式输入端输入的过流保护模式信号，并输出；
过流保护延时电路，所述过流保护延时电路包括第一延时信号输入端和第二延时信号输入端，所述过流保护延时电路用于接入第一延时信号输入端和第二延时信号输入端输入的过流保护延时信号；
过流保护电路，用于在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号；
逆变桥控制逻辑电路，用于根据所述过流保护模式信号、所述过流保护延时信号和所述过流检测信号控制所述上桥臂驱动电路和/或下桥臂驱动电路关断对应的保护时间；
当过流保护模式信号表征所述变频驱动器采用小容值滤波电容时，控制所述上桥臂驱动电路或下桥臂驱动电路关断对应的保护时间。
2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括用于检测所述逆变桥温度是否大于预设温度阈值的温度过热保护电路，所述温度过热保护电路与所述逆变桥控制逻辑电路连接；
所述温度过热保护电路，用于在检测到所述逆变桥温度大于预设温度阈值时输出过热保护信号；
所述逆变桥控制逻辑电路，还用于根据所述过流保护模式信号和所述过热保护信号控制所述上桥臂驱动电路和/或下桥臂驱动电路关断。
3.如权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述温度过热保护电路包括多个温度传感器，所述逆变桥包括多个功率管，多个所述温度传感器对应所述逆变桥多个功率管的数量设置。
4.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括用于将接入的供电电源进行降压后给所述逆变桥控制逻辑电路供电的电源处理电路，所述电源处理电路的输入端用于接入供电电源，所述电源处理电路的输出端与所述逆变桥控制逻辑电路的电源输入端连接。
5.如权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括第一低压保护电路，所述第一低压保护电路的检测端与所述供电电源连接，所述第一低压保护电路的输出端与所述逆变桥控制逻辑电路连接，所述第一低压保护电路用于在检测到输出至所述逆变桥控制逻辑电路的电压值小于逆变桥控制逻辑电路的电压保护阈值时，控制所述逆变桥控制逻辑电路停止工作。
6.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括用于将电源电压进行隔离后输出至逆变桥的电压隔离电路；所述电压隔离电路的输入端用于接入供电电源，所述电压隔离电路的多个输出端与所述负载的电源端一一对应连接。
7.如权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，所述电压隔离电路包括多路电压隔离支路，多路所述电压隔离支路的数量对应所述电压隔离电路的输出端的数量设置；
所述电压隔离支路包括第一电阻和第一二极管，所述第一二极管的阳极为所述电压隔离电路的输入端，所述第一二极管的阴极经所述第一电阻与所述负载的电源端对应连接。
8.如权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括多个第二低压保护电路，多个所述第二低压保护电路的检测端与所述电压隔离电路的多个输出端一一对应连接，所述电压隔离电路的多个输出端分别与电机连接，多个所述第二低压保护电路的输出端分别与上桥臂驱动电路连接；多个所述第二低压保护电路用于在检测到输出至所述电机的电压值小于电机电压保护阈值时，控制所述上桥臂驱动电路停止工作。
9.一种变频驱动器，其特征在于，所述变频驱动器包括直流母线电压输出电路及如权利要求1至8任一项所述的智能功率模块，所述直流母线电压输出电路的输入端接入交流电源，所述智能功率模块的电源处理电路连接所述直流母线电压输出电路的直流母线。
10.如权利要求9所述的变频驱动器，其特征在于，所述直流母线电压输出电路包括整流电路及滤波电容，所述整流电路的输入端接入交流电源，所述整流电路的输出端为所述直流母线，所述滤波电容与所述直流母线并联设置；其中，
所述滤波电容为薄膜电容或陶瓷电容，所述滤波电容的电容量为5-30uF。
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