CN108155783B

CN108155783B - 一种提高过流保护抗干扰能力的电路

Info

Publication number: CN108155783B
Application number: CN201611093294.2A
Authority: CN
Inventors: 廖湘衡; 李迪鹏
Original assignee: SHENZHEN SUNYE ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN SUNYE ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2036-12-02
Also published as: CN108155783A

Abstract

本发明公开了一种提高过流保护抗干扰能力的电路，包括三相电流输出电流信号、电流信号抗干扰电路、精密整流绝对值电路、比例积分电路、过流比较电路、过流信号抗干扰电路和DSP处理电路，所述三相电流输出电流信号通过电流信号抗干扰电路与精密整流绝对值电路相连，所述精密整流绝对值电路与比例积分电路相连，所述比例积分电路与过流比较电路相连，所述过流比较电路与过流信号抗干扰电路相连，所述过流信号抗干扰电路和DSP处理电路相连。本发明提供的一种提高过流保护抗干扰能力的电路，既能快速、有效地进行过流保护，而又具有极强抗电磁干扰能力。

Description

一种提高过流保护抗干扰能力的电路

技术领域

本发明属于变频器领域，尤其设计一种提高过流保护抗干扰能力的电路。

背景技术

干扰问题一直是变频器及相关电子电气系统设计和使用过程中必须考虑的重要问题。在变频器系统的工作环境中，存在大量的电磁信号，如电网的波动、强电设备的启停、高压设备和开关的电磁辐射等，当它们在系统中产生电磁感应和干扰冲击时，往往就会扰乱系统的正常运行，轻者造成系统的不稳定，降低了系统的精度；重者会引起控制系统死机或误动作，造成设备损坏或人身伤亡。因此提高系统抗干扰性能及系统运行稳定性，迫在眉捷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高过流保护抗干扰能力的电路，既能快速、有效地进行过流保护，而又具有极强抗电磁干扰能力。

本发明的技术方案为：一种提高过流保护抗干扰能力的电路，包括三相电流输出电流信号、电流信号抗干扰电路、精密整流绝对值电路、比例积分电路、过流比较电路、过流信号抗干扰电路和DSP处理电路，所述三相电流输出电流信号通过电流信号抗干扰电路与精密整流绝对值电路相连，所述精密整流绝对值电路与比例积分电路相连，所述比例积分电路与过流比较电路相连，所述过流比较电路与过流信号抗干扰电路相连，所述过流信号抗干扰电路和DSP处理电路相连；

所述三相电流输出电流信号包括U相电流输出信号、V相电流输出信号和 W相电流输出信号；所述三相电流输出电流信号的U相电流输出信号、V相电流输出信号和W相电流输出信号分别通过信号线与精密整流绝对值电路相连；

所述U相电流输出信号、V相电流输出信号和W相电流输出信号的信号线上分别并联有U相抗干扰电路、V相抗干扰电路和W相抗干扰电路，所述U相抗干扰电路、V相抗干扰电路和W相抗干扰电路构成电流信号抗干扰电路；

所述U相抗干扰电路包括R6、C5，所述R6的一端连接在信号线上、另一端与C5串联连接，所述C5的另一端接地；所述V相抗干扰电路包括R11、C8，所述R11的一端连接在信号线上、另一端与C8串联连接，所述C8的另一端接地；所述W相抗干扰电路包括R14、C9，所述R14的一端连接在信号线上、另一端与C9串联连接，所述C9的另一端接地；

所述过流信号抗干扰电路包括R1、R4、C2、U1、R3和C1，所述R1、R4、 C2构成滤波电路连接在U1的1脚，所述R3连接在U1的5、4脚，所述C1的一端连接3.3V电压、另一端接地；

所述过流比较电路包括磁珠L1、L2、R10、C6、比较器LM393A、R7、R12、 R13、C7、C4、R8和R9，所述磁珠L1、L2、R10、C6组成滤波电路接在比较器LM393A的反相端，所述R7、R12、R13、C7、C4组成过流比较基准电压电路连接在比较器LM393A的同相端，所述R8、R9组成滞环回差电路连接在比较器LM393A的3、1脚；

所述比较器LM393A的输出信号同时与R1、R4的一端相连，所述R1的另一端接5V，所述R4的另一端同时连接U1的1脚和C2的一端，所述C2的另一端接地，所述R3的两端分别连接在U1的5、4脚，所述U1的5脚同时连接 3.3V电压，所述3.3V电压的正极连接C1且C1接地，所述U1的4脚同时输出信号到DSP处理电路。

优选地，所述比例积分电路的输出信号与磁珠L1的一端相连，所述磁珠 L1的另一端依次与L2、R10组成串联电路连接在比较器LM393的反相2脚输入端，所述R10的另一端C6相连且C6接地；所述R12、R13、C7与R7、C4 构成并联电路均连接在比较器LM393A的同相3脚输入端，所述R12的一端与比较器LM393A的的同相3脚输入端相连，所述R12的另一端与R13串联连接且R13接地，所述C7与R12、R13并联连接；所述R7的一端与比较器LM393A 的同相3脚输入端相连，所述R7的另一端同时连接5V电压的正极和C4，所述 C4接地；所述R8、R9串联连接且R8、R9分别连接在比较器LM393A的3、 1脚，所述比较器LM393A的1脚输出信号到过流信号抗干扰电路。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供了一种提高三相输出电流过流保护抗干扰性能电路，使得变频器能快速、有效地进行过流保护的问题，而又具有极强抗电磁干扰能力，有效解决了变频器及其相关行业进行过流保护电路设计的一大难题，意义重大。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。

如图1至图2所示，一种提高过流保护抗干扰能力的电路，包括三相电流输出电流信号、电流信号抗干扰电路、精密整流绝对值电路、比例积分电路、过流比较电路、过流信号抗干扰电路和DSP处理电路，所述三相电流输出电流信号通过电流信号抗干扰电路与精密整流绝对值电路相连，所述精密整流绝对值电路与比例积分电路相连，所述比例积分电路与过流比较电路相连，所述过流比较电路与过流信号抗干扰电路相连，所述过流信号抗干扰电路和DSP处理电路相连。

具体的，三相电流输出电流信号包括U相电流输出信号、V相电流输出信号和W相电流输出信号；三相电流输出电流信号的U相电流输出信号、V相电流输出信号和W相电流输出信号分别通过信号线与精密整流绝对值电路相连。

其中，U相电流输出信号、V相电流输出信号和W相电流输出信号的信号线上分别并联有U相抗干扰电路、V相抗干扰电路和W相抗干扰电路，U相抗干扰电路、V相抗干扰电路和W相抗干扰电路构成电流信号抗干扰电路。

具体的，U相抗干扰电路包括R6、C5，R6的一端连接在信号线上、另一端与C5串联连接，C5的另一端接地；V相抗干扰电路包括R11、C8，R11的一端连接在信号线上、另一端与C8串联连接，所述C8的另一端接地；W相抗干扰电路包括R14、C9，R14的一端连接在信号线上、另一端与C9串联连接，所述C9的另一端接地。

由此，U相电流信号经过R6、C5滤波后接入U相精密整流输入端；V相电流信号经过R11、C8滤波后接入V相精密整流输入端；W相电流信号经过 R14、C9滤波后接入W相精密整流输入端。这三组阻容电路分别抑制滤除三相电流采样信号中高频杂波分量后，接于精密整流绝对值电路的输入端。而传统的三相电流输出电流信号直接接入精密整流输入端，没有前一级的抗干扰电路，容易引起信号被干扰；或者直接采用RC一阶低通滤波电路或C滤波电路，这样虽然能提高电路的抗干扰性能，但影响了过流保护的响应时间。本发明采用的抗干扰电路设计，R6与C5、R11与C8、R14与C9取值小，且只并联在信号线上(如图2 中2B所示)，在保证电路有足够的抗干扰的基础，对过流保护电路响应时间不造成影响。在进行EFT测试时，测试电压可以提高300至500V 左右，抗干扰性能得到重大提升。而且该电路不会对保护响应时间产生影响，响应速度快。

具体的，如图过流比较电路包括磁珠L1、L2、R10、C6、比较器LM393A、 R7、R12、R13、C7、C4、R8和R9，磁珠L1、L2、R10、C6组成滤波电路接在比较器LM393A反相端，R7、R12、R13、C7、C4组成过流比较基准电压电路连接在比较器LM393A的同相端，R8、R9组成滞环回差电路连接在比较器 LM393A的3、1脚。过流比较电路对精密整流绝对值电路及比例积分电路送过来的过流信号进一步滤波处理及判断是否有过流信号出现。在正常情况下，比较器LM393A的1脚输出为高电平，被上拉到5V；当有过流信号时，LM393 的1脚翻转，变为低电平。

比例积分电路的输出信号与磁珠L1的一端相连，磁珠L1的另一端依次与 L2、R10组成串联电路连接在比较器LM393的反相2脚输入端，R10的另一端 C6相连且C6接地；R12、R13、C7与R7、C4构成并联电路均连接在比较器 LM393A的同相3脚输入端，R12的一端与比较器LM393A的的同相3脚输入端相连，R12的另一端与R13串联连接且R13接地，C7与R12、R13并联连接； R7的一端与比较器LM393A的同相3脚输入端相连，R7的另一端同时连接5V 电压的正极和C4，所述C4接地；R8、R9串联连接且R8、R9分别连接在比较器LM393A的3、1脚，比较器LM393A的1脚输出信号到过流信号抗干扰电路。

具体的，过流信号抗干扰电路包括R1、R4、C2、U1、R3和C1，所述R1、 R4、C2构成滤波电路连接在U1的1脚，所述R3连接在U1的5、4脚，C1的一端连接3.3V电压、另一端接地。

比较器LM393A的输出信号同时与R1、R4的一端相连，R1的另一端接地，所述R4的另一端同时连接U1的1脚和C2的一端，C2的另一端接地，R3的两端分别连接在U1的5、4脚，U1的5脚同时连接3.3V电压，3.3V电压的正极连接C1且C1接地，U1的4脚同时输出信号到DSP处理电路。

在正常工作情况下过流比较信号的输出电平被上拉电阻R1上拉到5V电平；经过R4，C2组成的滤波电路送到与门IC U1。以上所述上拉电阻的5V电平，而同时与门IC却采用3.3V供电，增强了电路的抗干扰性，当电路中出现强电磁干扰时，造成各电压在不确定的时间段突然电压不同程度的跌落然后又恢复到正常工作状态下，如跌落1V 2V 3V时，仍然能保障电路正常工作，不出现误动作。当与门IC输入检测到电压在2V～0.8V之间时，与门IC输出将处于不确定状态，IC输出电平就有可能由高电平翻转变为低电平或者不翻转保持为高电平，DSP处理电路就会认为有过流信号或者没有过流信号，从而出现偶尔误报故障，给现场客户带来很大困扰，由于问题的偶然性也给现场问题的排查带来很大的难度，而实际上设备运行良好，负载没有突变。进一步讲，传统设计该电路时，上拉电阻只上拉到3.3V电平，且与门IC采用3.3V供电，当干扰信号叠加在正常信号的电压空间就变得极微小，这样一来，电路中稍微来点电磁干扰，设备就会误报故障，从而造成设备不能正常工作。

本发明电路与传统电路抗干扰能力对比测试数据如下表：

本发明提供的一种提高三相输出电流过流保护抗干扰性能电路，使得变频器能快速、有效地进行过流保护的问题，而又具有极强抗电磁干扰能力，有效解决了变频器及其相关行业进行过流保护电路设计的一大难题，意义重大。

上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种提高过流保护抗干扰能力的电路，其特征在于：包括三相电流输出电流信号、电流信号抗干扰电路、精密整流绝对值电路、比例积分电路、过流比较电路、过流信号抗干扰电路和DSP处理电路，所述三相电流输出电流信号通过电流信号抗干扰电路与精密整流绝对值电路相连，所述精密整流绝对值电路与比例积分电路相连，所述比例积分电路与过流比较电路相连，所述过流比较电路与过流信号抗干扰电路相连，所述过流信号抗干扰电路和DSP处理电路相连；

所述三相电流输出电流信号包括U相电流输出信号、V相电流输出信号和W相电流输出信号；所述三相电流输出电流信号的U相电流输出信号、V相电流输出信号和W相电流输出信号分别通过信号线与精密整流绝对值电路相连；

所述过流信号抗干扰电路包括R1、R4、C2、U1、R3和C1，所述R1、R4、C2构成滤波电路连接在U1的1脚，所述R3连接在U1的5、4脚，所述C1的一端连接3.3V电压、另一端接地；

所述过流比较电路包括磁珠L1、L2、R10、C6、比较器LM393A、R7、R12、R13、C7、C4、R8和R9，所述磁珠L1、L2、R10、C6组成滤波电路接在比较器LM393A的反相端，所述R7、R12、R13、C7、C4组成分压电路连接在比较器LM393A的同相端，所述R8、R9组成滞环回差电路连接在比较器LM393A的3、1脚；

所述比较器LM393A的输出信号同时与R1、R4的一端相连，所述R1的另一端接地，所述R4的另一端同时连接U1的1脚和C2的一端，所述C2的另一端接地，所述R3的两端分别连接在U1的5、4脚，所述U1的5脚同时连接3.3V电压，所述3.3V电压的正极连接C1且C1接地，所述U1的4脚同时输出信号到DSP处理电路。

2.根据权利要求1所述的一种提高过流保护抗干扰能力的电路，其特征在于：所述比例积分电路的输出信号与磁珠L1的一端相连，所述磁珠L1的另一端依次与L2、R10组成串联电路连接在比较器LM393A的反相2脚输入端，所述R10的另一端C6相连且C6接地；所述R12、R13、C7与R7、C4构成并联电路均连接在比较器LM393A的同相3脚输入端，所述R12的一端与比较器LM393A的的同相3脚输入端相连，所述R12的另一端与R13串联连接且R13接地，所述C7与R12、R13并联连接；所述R7的一端与比较器LM393A的同相3脚输入端相连，所述R7的另一端同时连接5V电压的正极和C4，所述C4接地；所述R8、R9串联连接且R8、R9分别连接在比较器LM393A的3、1脚，所述比较器LM393A的1脚输出信号到过流信号抗干扰电路。