CN107332491A - 具有直流过压保护的交流变频驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有直流过压保护的交流变频驱动装置，包括电源输入电路、PWM控制电路、MCU、无线通信模块、直流过压保护电路、智能功率模块和驱动马达，电源输入电路分别与PWM控制电路、MCU、直流过压保护电路和智能功率模块连接、用于供电，PWM控制电路分别与MCU和直流过压保护电路连接，MCU通过无线通信模块与外接设备进行通信；直流过压保护电路包括第一三极管、第二三极管、继电器、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容。实施本发明的具有直流过压保护的交流变频驱动装置，具有以下有益效果：布线较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

Description

具有直流过压保护的交流变频驱动装置

技术领域

本发明涉及交流变频领域，特别涉及一种具有直流过压保护的交流变频驱动装置。

背景技术

交流型变频器是输出电压和频率可调的调速装置。交流型变频器实际上就是一个逆变器。它首先将交流电变为直流电，然后用电子元件对直流电进行开关，变为交流电。一般功率较大的交流型变频器用可控硅，并设一个可调频率的装置，使频率在一定范围内可调，用来控制电机的转数，使转数在一定的范围内可调。然而，传统的交流型变频器与外接设备都是通过有线的方式进行通信，当外接设备比较多的情况下，就会出现布线复杂的问题。另外，传统的交流型变频器的电路结构较为复杂，成本较高，同时其包含的保护电路的保护功能不太明显，造成电路的安全性和可靠性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种布线较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的具有直流过压保护的交流变频驱动装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有直流过压保护的交流变频驱动装置，包括电源输入电路、PWM控制电路、MCU、无线通信模块、直流过压保护电路、智能功率模块和驱动马达，所述电源输入电路分别与所述PWM控制电路、MCU、直流过压保护电路和智能功率模块连接、用于供电，所述PWM控制电路分别与所述MCU和直流过压保护电路连接，所述MCU通过所述无线通信模块与外接设备进行通信，所述MCU还与所述直流过压保护电路连接，所述智能功率模块分别与所述直流过压保护电路和驱动马达连接；

所述直流过压保护电路包括第一三极管、第二三极管、继电器、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第一稳压管的阴极连接电源输入端，所述第一稳压管的阳极分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述电源输入端、所述继电器的线圈的一端和所述第一电容的一端连接，所述第一三极管的发射极通过所述第三电阻接地，所述第一电容的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述继电器的线圈的另一端连接，所述第一电容的电容值为150PF，所述第三电阻的阻值为4.7KΩ。

在本发明所述的具有直流过压保护的交流变频驱动装置中，所述直流过压保护电路还包括第四电阻，所述第二三极管的发射极通过所述第四电阻接地，所述第四电阻的阻值为3.3KΩ。

在本发明所述的具有直流过压保护的交流变频驱动装置中，所述直流过压保护电路还包括第二电容，所述第二电容与所述第三电阻并联，所述第二电容的电容值为200PF。

在本发明所述的具有直流过压保护的交流变频驱动装置中，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管。

在本发明所述的具有直流过压保护的交流变频驱动装置中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块、GPRS模块、CDMA模块、WCDMA模块或LoRa模块。

实施本发明的具有直流过压保护的交流变频驱动装置，具有以下有益效果：由于设有电源输入电路、PWM控制电路、MCU、无线通信模块、直流过压保护电路、智能功率模块和驱动马达，通过无线通信模块与外接设备进行通信，就可以减少布线的复杂性，直流过压保护电路包括第一三极管、第二三极管、继电器、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，直流过压保护电路相对于传统的过压保护电路，其使用的元器件较少，这样就可以节省硬件成本，第一电容用于防止第一三极管与第二三极管之间的干扰，第三电阻用于对第一三极管的发射极所在的支路进行过流保护，因此布线较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

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获得其他的附图。

图1为本发明具有直流过压保护的交流变频驱动装置一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中直流过压保护电路的电路原理图。

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。

在本发明具有直流过压保护的交流变频驱动装置实施例中，该具有直流过压保护的交流变频驱动装置的结构示意图如图1所示。图1中，该具有直流过压保护的交流变频驱动装置包括电源输入电路1、PWM控制电路2、MCU3、无线通信模块4、直流过压保护电路5、智能功率模块6和驱动马达7，其中，电源输入电路1分别与PWM控制电路2、MCU3、直流过压保护电路5和智能功率模块6连接、用于供电，PWM控制电路2分别与MCU3和直流过压保护电路5连接，MCU3通过无线通信模块4与外接设备进行通信，使外接设备控制MCU3工作。MCU3还与直流过压保护电路5连接，智能功率模块6分别与直流过压保护电路5和驱动马达7连接，驱动马达7用于驱动外部设备运转。这样，就能够实现智能功率模块6随频率自动调整输出电压的大小，通过驱动马达7驱动外部设备。

MCU3控制PWM控制电路2输出PWM驱动信号，通过直流过压保护电路5传输到智能功率模块6；MCU3与直流过压保护电路5连接以输出控制信号，通过直流过压保护电路5传输到智能功率模块6。

本实施例中，具体的，电源输入电路1外接交流电源，设置若干个输出端口，分别与PWM控制电路2、MCU3、直流过压保护电路5和智能功率模块6连接，以提供电源。智能功率模块6与直流过压保护电路5连接，以反馈工作状态信号到直流过压保护电路5，直流过压保护电路5根据工作状态信号判断智能功率模块6工作是否正常，在电压过高时时中止或终止智能功率模块6的工作。

值得一提的是，本实施例中，无线通信模块4可以为蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块、GPRS模块、CDMA模块、WCDMA模块或LoRa模块等。尤其当采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信较为稳定。通过无线通信模块4与外接设备进行通信，这样就省去了很多接线，就可以减少布线的复杂性，使布线较为简单。

图2为本实施例中直流过压保护电路的电路原理图，图2中，该直流过压保护电路5包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、继电器、第一稳压管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1，其中，第一稳压管D1的阴极连接电源输入端VIN，第一稳压管D1的阳极分别与第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极分别与电源输入端VIN、继电器的线圈J的一端和第一电容C1的一端连接，第一三极管Q1的发射极通过第三电阻R3接地，第一电容C1的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极与继电器的线圈J的另一端连接，第一电容C1的电容值为150PF，第三电阻R3的阻值为4.7KΩ。

该直流过压保护电路5相对于传统的过压保护电路，其使用的元器件较少，这样可以节省硬件成本。另外，第一电容C1为耦合电容，用于防止第一三极管Q1与第二三极管Q2之间的干扰，第三电阻R3为限流电阻，用于对第一三极管的发射极所在的支路进行过流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN型三极管。当然，在本实施例的一些情况下，第一三极管Q1和第二三极管Q2也可以均采用PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，当电源电压正常时，由于第一稳压管D1的存在，电压稳定在15V，由于第一电阻R1两端有电压存在，故第一三极管Q1导通，则第一三极管Q1的集电极电压较低，第二三极管Q2截止，此时继电器的线圈J两端无电流通过，继电器不动作，当有干扰电压进入时，此时第一稳压管D1反向击穿，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2的基极电压高于偏置电压，第二三极管Q2导通，继电器的线圈J两端有电流通过，继电器动作，切断电路。继电器为常闭式，动作后，打开切断电路。继电器可以采用高质量高精度的继电器，在电路上采用继电器弹片吸合动作的电路结构，完全保证在设计值范围内，继电器不会误动作，一旦超过设计值，继电器才开始动作，从而保证切断电路，进行直流过压保护。

本实施例中，该直流过压保护电路5还包括第四电阻R4，第二三极管Q2的发射极通过第四电阻R4接地，第四电阻R4的阻值为3.3KΩ。第四电阻R4为限流电阻，用于对第二三极管Q2的发射极所在的支路进行过流保护，以进一步提高电路的安全性和可靠性。

本实施例中，该直流过压保护电路5还包括第二电容C2，第二电容C2与第三电阻R3并联，第二电容C2的电容值为200PF。第二电容C2为旁路电容，用于旁路。

总之，本实施例中，由于设有电源输入电路1、PWM控制电路2、MCU3、无线通信模块4、直流过压保护电路5、智能功率模块6和驱动马达7，通过无线通信模块4与外接设备进行通信，就可以减少布线的复杂性，该直流过压保护电路5相对于传统的过压保护电路，其使用的元器件较少，这样就可以节省硬件成本，直流过压保护电路5中设有耦合电容和限流电阻，用于防止干扰和进行限流保护，因此布线较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有直流过压保护的交流变频驱动装置，其特征在于，包括电源输入电路、PWM控制电路、MCU、无线通信模块、直流过压保护电路、智能功率模块和驱动马达，所述电源输入电路分别与所述PWM控制电路、MCU、直流过压保护电路和智能功率模块连接、用于供电，所述PWM控制电路分别与所述MCU和直流过压保护电路连接，所述MCU通过所述无线通信模块与外接设备进行通信，所述MCU还与所述直流过压保护电路连接，所述智能功率模块分别与所述直流过压保护电路和驱动马达连接；

所述直流过压保护电路包括第一三极管、第二三极管、继电器、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第一稳压管的阴极连接电源输入端，所述第一稳压管的阳极分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述电源输入端、所述继电器的线圈的一端和所述第一电容的一端连接，所述第一三极管的发射极通过所述第三电阻接地，所述第一电容的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述继电器的线圈的另一端连接，所述第一电容的电容值为150PF，所述第三电阻的阻值为4.7KΩ。

2.根据权利要求1所述的具有直流过压保护的交流变频驱动装置，其特征在于，所述直流过压保护电路还包括第四电阻，所述第二三极管的发射极通过所述第四电阻接地，所述第四电阻的阻值为3.3KΩ。

3.根据权利要求1或2所述的具有直流过压保护的交流变频驱动装置，其特征在于，所述直流过压保护电路还包括第二电容，所述第二电容与所述第三电阻并联，所述第二电容的电容值为200PF。

4.根据权利要求3所述的具有直流过压保护的交流变频驱动装置，其特征在于，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管。

5.根据权利要求1或2所述的具有直流过压保护的交流变频驱动装置，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块、GPRS模块、CDMA模块、WCDMA模块或LoRa模块。