CN108377103A - 具有过流保护功能的逆变器电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有过流保护功能的逆变器电路，包括升压模块、全桥逆变模块、电流检测模块、比较模块、控制模块以及输出模块；所述升压模块、所述全桥逆变模块以及所述输出模块依次电连接，所述电流检测模块与所述全桥逆变模块连接的输出端连接，所述电流检测模块的输出端与所述比较模块的比较端连接，所述比较模块的输出端与所述控制模块连接，所述控制模块与所述全桥逆变模块连接；所述电流检测模块用于检测所述全桥逆变模块的输出电流并将其转换为第一电压信号，所述比较模块用于将所述第一电压信号与所述预设电压进行比较，并输出比较结果给所述控制模块，所述控制模块用于当所述第一电压信号大于所述预设电压时，输出关闭信号给所述全桥逆变模块，使得所述全桥逆变模块截止。

Description

具有过流保护功能的逆变器电路

技术领域

本发明涉及逆变器领域，具体涉及一种具有过流保护功能的逆变器电路。

背景技术

在现有技术中，逆变器是把低压直流电能（电池、蓄电瓶、太阳能电池板等）转变为交流电的一种装置，广泛应用于风力发电、光伏发电、车载空调等领域。逆变器由于其特殊和复杂的电路拓扑，在负载瞬间加很大或者突然短路的情况下很容易损坏逆变器。

因此，现有技术存在缺陷，急需改进。

发明内容

本发明实施例提供一种具有过流保护功能的逆变器电路，具有防止全桥逆变模块烧坏的有益效果。

本发明实施例提供一种具有过流保护功能的逆变器电路，包括升压模块、全桥逆变模块、电流检测模块、比较模块、控制模块以及输出模块；

所述升压模块、所述全桥逆变模块以及所述输出模块依次电连接，所述电流检测模块与所述全桥逆变模块连接的输出端连接，所述电流检测模块的输出端与所述比较模块的比较端连接，所述比较模块的输出端与所述控制模块连接，所述控制模块与所述全桥逆变模块连接；

所述电流检测模块用于检测所述全桥逆变模块的输出电流并将其转换为第一电压信号，所述比较模块用于将所述第一电压信号与所述预设电压进行比较，并输出比较结果给所述控制模块，所述控制模块用于当所述第一电压信号大于所述预设电压时，输出关闭信号给所述全桥逆变模块，使得所述全桥逆变模块截止。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，还包括一滤波模块，所述比较模块的输出端通过所述滤波模块与所述控制模块连接。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，所述滤波模块包括第一电容以及第一电阻，所述第一电阻的两端分别与所述控制模块以及所述比较模块的输出端连接，所述第一电容的一端与所述第一电阻和所述比较模块的公共节点连接，所述第一电容的另一端接地。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，所述全桥逆变模块包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管；所述第一三极管的输入端与所述升压模块的正输出端连接，所述第一三极管的输出端与所述第二三极管的输入端连接，所述第二三极管的输出端与所述升压模块的负输出端连接；所述第三三极管的输入端与所述升压模块的正输出端连接，所述第四三三极管的输出端与所述第三三极管的输入端连接，所述第四三极管的输出端与所述升压模块的负输出端连接；

所述第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管的控制端分别与所述控制模块连接。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，所述全桥逆变模块还包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管以及第四整流二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻；

所述第一三极管的控制端通过所述第一整流二极管与所述控制模块连接，所述第二电阻的两端与所述第一整流二极管的两端并接；

所述第二三极管的控制端通过所述第二整流二极管与所述控制模块连接，所述第三电阻的两端与所述第二整流二极管的两端并接；

所述第三三极管的控制端通过所述第三整流二极管与所述控制模块连接，所述第四电阻的两端与所述第三整流二极管的两端并接；

所述第四三极管的控制端通过所述第四整流二极管与所述控制模块连接，所述第五电阻的两端与所述第四整流二极管的两端并接；

所述第六电阻的两端分别与所述第一三极管的控制端以及输出端连接；

所述第七电阻的两端分别与所述第二三极管的控制端以及输出端连接。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，所述第一三极管与所述第二三极管为IGBT管，所述第三三极管以及所述第四三极管为MOS管。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，还包括第二电容与第三电容；

所述第二电容的一端与所述第一三极管与所述第一整流二极管的公共节点连接，所述第二电容的另一端通过一第一电感与电流检测模块连接；

所述第三电容的一端与所述第二三极管与所述第二整流二极管的公共节点连接，所述第三电容的另一端与所述升压模块的负输出端连接。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，所述电流检测模块包括电流传感器以及第八电阻，所述电流传感器通过所述第六电阻与所述比较模块连接，所述电流传感器分别与所述第一三极管与第二三极管的公共节点以及输出模块分别连接。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，所述输出模块包括共模电感、第四电容、第五电容、输出端口以及输出整流二极管；

所述输出端口的两端分别与所述输出整流二极管的两端连接，所述第五电容的两端与所述输出整流二极管的两端连接，所述共模电感与所述输出整流二极管的两端连接，所述第四电容与所述共模电感的两端连接，所述第四电容的一端与所述电流传感器连接，所述第四电容的另一端与所述第三三极管以及第四三极管的公共节点连接。

在本发明所述的具有过流保护功能的逆变器电路中，所述比较模块包括电压比较器、第九电阻以及第十电阻；

所述电压比较器的一输入端通过所述第九电阻与所述第八电阻连接；

所述电压比较器的另一输入端通过所述第十电阻与基准电压源连接。

本发明提供的具有过流保护功能的逆变器电路通过电流检测模块检测所述全桥逆变模块的输出电流并将其转换为第一电压信号，所述比较模块用于将所述第一电压信号与所述预设电压进行比较，并输出比较结果给所述控制模块，所述控制模块用于当所述第一电压信号大于所述预设电压时，输出关闭信号给所述全桥逆变模块，使得所述全桥逆变模块截止。从而具有防止全桥逆变模块烧坏的有益效果。

附图说明

图1是本发明实施例中的具有过流保护功能的逆变器电路的原理框图。

图2是本发明实施例中的具有过流保护功能的逆变器电路的一局部详细电路图。

图3是本发明实施例中的具有过流保护功能的逆变器电路的另一局部详细电路图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参照图1，图1是本发明一实施例中的具有过流保护功能的逆变器电路的结构示意图，该具有过流保护功能的逆变器电路，包括升压模块101、全桥逆变模块102、电流检测模块103、比较模块104、控制模块105、滤波模块107以及输出模块106。

该升压模块101、全桥逆变模块102以及所述输出模块106依次电连接，所述电流检测模块103与所述全桥逆变模块102的输出端连接，所述电流检测模块103的输出端与所述比较模块104的输入端连接，所述比较模块104的输出端与所述控制模块105连接，所述控制模块105与所述全桥逆变模块102连接。

其中，该电流检测模块103用于检测所述全桥逆变模块102的输出电流并将其转换为第一电压信号，所述比较模块104用于将所述第一电压信号与所述预设电压进行比较，并输出比较结果给所述控制模块105，所述控制模块105用于当所述第一电压信号大于所述预设电压时，输出关闭信号给所述全桥逆变模块，使得所述全桥逆变模块截止。

比较模块104的输出端通过所述滤波模块107与所述控制模块105连接。

请同时参照图2以及图3，该控制模块105包括一控制芯片U2及其外围电路。该电流检测模块103包括电流传感器U1以及其外围电路。该图2中的引脚J1、J2、J3分别与图3中的J1、J2、J3对应连接。该图3中的两个引脚J4相互连接。

具体地，该滤波模块107包括第一电容C1以及第一电阻R1，所述第一电阻R1的两端分别与所述控制模块105以及所述比较模块104连接，所述第一电容C1的一端与所述第一电阻R1和所述比较模块104的公共节点连接，所述第一电容C1的另一端接地。

具体地，全桥逆变模块102包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4；所述第一三极管Q1的输入端与所述升压模块101的正输出端连接，所述第一三极管Q1的输出端与所述第二三极管Q2的输入端连接，所述第二三极管Q2的输出端与所述升压模块101的负输出端连接；所述第三三极管Q3的输入端与所述升压模块101的正输出端连接，所述第四三三极管Q4的输出端与所述第三三极Q3管的输入端连接，所述第四三极管Q4的输出端与所述升压模块101的负输出端连接。所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4的控制端分别与所述控制模块105连接，也即是图3中的引脚J2、J3分别与图2中的引脚J2、J3连接。

其中，全桥逆变模块102还包括第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3以及第四整流二极管D4、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7。第一三极管Q3的控制端通过所述第一整流二极管D1与所述控制模块105连接，所述第二电阻R2的两端与所述第一整流二极管D1的两端并接；所述第二三极管Q2的控制端通过所述第二整流二极管D2与所述控制模块105连接，所述第三电阻R3的两端与所述第二整流二极管D2的两端并接；所述第三三极管Q3的控制端通过所述第三整流二极管D3与所述控制模块105连接，所述第四电阻R4的两端与所述第三整流二极管D3的两端并接；所述第四三极管Q4的控制端通过所述第四整流二极管D4与所述控制模块105连接，所述第五电阻R5的两端与所述第四整流二极管D4的两端并接；所述第六电阻R6的两端分别与所述第一三极管Q1的控制端以及输出端连接；所述第七电阻R7的两端分别与所述第二三极管Q2的控制端以及输出端连接。

其中，该第一三极管Q1与所述第二三极管Q2为IGBT管，工作频率为16KHz左右；第三三极管Q3以及所述第四三极管Q4为MOS管，工作频率为50Hz。

其中，该全桥逆变模块102还包括第二电容C2与第三电容C3。第二电容的一端与所述第一三极管与所述第一整流二极管的公共节点连接，所述第二电容的另一端通过一第一电感L1与电流检测模块103连接；所述第三电容C3的一端与所述第二三极管Q2与所述第二整流二极管D2的公共节点连接，所述第三电容C3的另一端与所述升压模块101的负输出端连接。

其中，该电流检测模块103包括电流传感器U1以及第八电阻R8，所述电流传感器U1通过所述第八电阻R8与所述比较模块104连接，所述电流传感器U1分别与所述第一三极管Q1与第二三极管Q2的公共节点以及输出模块101分别连接。其中，该电流传感器U1为霍尔电流传感器ACS712，经过固定的转化系数将侦测的电流值转化为电压值，然后将该电压值与比较模块的预设电压值进行比较。

其中，输出模块包括共模电感L2、第四电容C4、第五电容C5、输出端口VOUT以及输出整流二极管D5；输出端口的两端分别与所述输出整流二极管的两端连接，所述第五电容的两端与所述输出整流二极管的两端连接，所述共模电感与所述输出整流二极管的两端连接，所述第四电容与所述共模电感的两端连接，所述第四电容的一端与所述电流传感器连接，所述第四电容的另一端与所述第三三极管以及第四三极管的公共节点连接。

其中，比较模块104包括电压比较器U3、第九电阻R9、第十电阻R10、第十八电容C18、第十七电容C17、第二十一电容C21、第三十电阻R30、第三十一电阻R31。电压比较器的一输入端通过所述第九电阻与所述第八电阻连接；电压比较器的另一输入端通过所述第十电阻R10与基准电压源连接。

其中，电流传感器U1侦测的电流是第一电感L1的电流，这个电流是输出端的负载电流和流过第四电容C4、第五电容C5的电流的叠加，侦测这个点的电流才能真实反映流过L/N的电流，这样控制精度高、响应快，能够快速保护逆变模组的各个三极管不会被烧坏。当比较器的接收到的第一电压信号的值大于预设电压时，该控制模块控制该全桥逆变模块的四个三极管截止，从而避免被大电流烧坏。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，包括升压模块、全桥逆变模块、电流检测模块、比较模块、控制模块以及输出模块；

所述升压模块、所述全桥逆变模块以及所述输出模块依次电连接，所述电流检测模块与所述全桥逆变模块连接的输出端连接，所述电流检测模块的输出端与所述比较模块的比较端连接，所述比较模块的输出端与所述控制模块连接，所述控制模块与所述全桥逆变模块连接；

所述电流检测模块用于检测所述全桥逆变模块的输出电流并将其转换为第一电压信号，所述比较模块用于将所述第一电压信号与所述预设电压进行比较，并输出比较结果给所述控制模块，所述控制模块用于当所述第一电压信号大于所述预设电压时，输出关闭信号给所述全桥逆变模块，使得所述全桥逆变模块截止。

2.根据权利要求1所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，还包括一滤波模块，所述比较模块的输出端通过所述滤波模块与所述控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，所述滤波模块包括第一电容以及第一电阻，所述第一电阻的两端分别与所述控制模块以及所述比较模块的输出端连接，所述第一电容的一端与所述第一电阻和所述比较模块的公共节点连接，所述第一电容的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，所述全桥逆变模块包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管；所述第一三极管的输入端与所述升压模块的正输出端连接，所述第一三极管的输出端与所述第二三极管的输入端连接，所述第二三极管的输出端与所述升压模块的负输出端连接；所述第三三极管的输入端与所述升压模块的正输出端连接，所述第四三三极管的输出端与所述第三三极管的输入端连接，所述第四三极管的输出端与所述升压模块的负输出端连接；

所述第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管的控制端分别与所述控制模块连接。

5.根据权利要求4所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，所述全桥逆变模块还包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管以及第四整流二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻；

所述第一三极管的控制端通过所述第一整流二极管与所述控制模块连接，所述第二电阻的两端与所述第一整流二极管的两端并接；

所述第二三极管的控制端通过所述第二整流二极管与所述控制模块连接，所述第三电阻的两端与所述第二整流二极管的两端并接；

所述第三三极管的控制端通过所述第三整流二极管与所述控制模块连接，所述第四电阻的两端与所述第三整流二极管的两端并接；

所述第四三极管的控制端通过所述第四整流二极管与所述控制模块连接，所述第五电阻的两端与所述第四整流二极管的两端并接；

所述第六电阻的两端分别与所述第一三极管的控制端以及输出端连接；

所述第七电阻的两端分别与所述第二三极管的控制端以及输出端连接。

6.根据权利要求5所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，所述第一三极管与所述第二三极管为IGBT管，所述第三三极管以及所述第四三极管为MOS管。

7.根据权利要求6所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，还包括第二电容与第三电容；

所述第二电容的一端与所述第一三极管与所述第一整流二极管的公共节点连接，所述第二电容的另一端通过一第一电感与电流检测模块连接；

所述第三电容的一端与所述第二三极管与所述第二整流二极管的公共节点连接，所述第三电容的另一端与所述升压模块的负输出端连接。

8.根据权利要求7所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，所述电流检测模块包括电流传感器以及第八电阻，所述电流传感器通过所述第六电阻与所述比较模块连接，所述电流传感器分别与所述第一三极管与第二三极管的公共节点以及输出模块分别连接。

9.根据权利要求8所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，所述输出模块包括共模电感、第四电容、第五电容、输出端口以及输出整流二极管；

所述输出端口的两端分别与所述输出整流二极管的两端连接，所述第五电容的两端与所述输出整流二极管的两端连接，所述共模电感与所述输出整流二极管的两端连接，所述第四电容与所述共模电感的两端连接，所述第四电容的一端与所述电流传感器连接，所述第四电容的另一端与所述第三三极管以及第四三极管的公共节点连接。

10.根据权利要求1所述的具有过流保护功能的逆变器电路，其特征在于，所述比较模块包括电压比较器、第九电阻以及第十电阻；

所述电压比较器的一输入端通过所述第九电阻与所述第八电阻连接；

所述电压比较器的另一输入端通过所述第十电阻与基准电压源连接。