CN108879614A - 变频器输出对地短路保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变频器输出对地短路保护电路，包括：三相电流信号总和电路，包括互相并联的第一、第二和第三电阻支路；信号比较器电路，所述连接点连接至所述信号比较器电路的第一待比较电压输入端；信号基准电压电路，一端连接一电源，且其基准电压输出端连接所述信号比较器电路的第二待比较电压输入端；电阻R支路，一端连接一电源，且其另一端与所述信号比较器的比较结果输出端相连接而形成一电平转换点，电平转换点连接有中断信号引脚。本发明的有益效果是，能及时对变频器输出短路电流做出响应而封锁变频器输出，从而避免短路电流过大、时间过长而造成的器件损伤；且结构简单，无需增加其他特殊元件，从而节省成本且占用变频器空间小。
Description
技术领域
本发明涉及变频器保护电路技术领域，特别是涉及变频器输出对地短路保护电路。
背景技术
变频器输出对地短路是变频器应用中常遇到的一种现象。随着电机长期高温使用，电机中线圈或电机动力线皮不断老化，绝缘等级会逐步降低而被击穿，导致变频器输出对大地短路，若对变频器输出不作相应的保护将导致变频器损坏。目前国内变频器对变频器自身输出对地短路保护多依赖于输出端霍尔电流传感器或驱动光耦如APCL330等带VCE检测的器件来做保护，以上两种检测方式带有自身的缺陷，霍尔传感器响应时间比较慢，带VCE检测的光耦需要很大的电流才达到保护的状态，以上两种方式使得变频器进入保护时输出电流已经很大，虽然能够保护住，但是因电流大使得主回路器件受的电流应力大而受软损伤，时间长后会严重损坏器件。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供的变频器输出对地短路保护电路，能及时对变频器输出短路电流做出响应而封锁变频器输出，从而避免短路电流过大、时间过长而造成的器件损伤；且结构简单，无需增加其他特殊元件，从而节省成本且占用变频器空间小。
变频器输出对地短路保护电路，包括：
三相电流信号总和电路，包括互相并联的第一、第二和第三电阻支路，所述第一、第二和第三电阻支路的一端分别接入变频器输出三相电流信号的三个输出端，所述第一、第二和第三电阻支路的另一端同时接入到一连接点；
信号比较器电路，所述连接点连接至所述信号比较器电路的第一待比较电压输入端；
信号基准电压电路，一端连接一电源，且其基准电压输出端连接所述信号比较器电路的第二待比较电压输入端；
电阻R支路，一端连接一电源，且其另一端与所述信号比较器的比较结果输出端相连接而形成一电平转换点，所述电平转换点连接有中断信号引脚。
进一步的：所述连接点和所述第一待比较电压输入端之间接有一第二电容支路，所述第二电容支路另一端接参考地。
进一步的：所述信号比较器电路包括第一比较器和第二比较器，所述第一、第二比较器的第一待比较电压输入端同时接入所述连接点；所述第一、第二比较器的比较结果输出端以及所述电阻R支路的所述另一端相交从而形成所述电平转换点。
进一步的：所述信号基准电压电路包括正基准电压电路和负基准电压电路，所述正基准电压电路包括第四电阻、第五电阻和第一电容，所述第四电阻的一脚、所述第五电阻的一脚和所述第一电容的一脚同时连接到一点而形成第一基准电压点，所述第一基准电压点连接所述第一比较器的第二待比较电压输入端，所述第四电阻的另一脚连接一电源，所述第五电阻的另一脚和所述第一电容的另一脚同时接入参考地；所述负基准电压电路包括包括第六电阻、第七电阻和第三电容，所述第六电阻的一脚、所述第七电阻的一脚和所述第三电容的一脚同时连接到一点而形成第二基准电压点，所述第二基准电压点连接所述第二比较器的第二待比较电压输入端，所述第六电阻的另一脚连接一电源，所述第七电阻的另一脚和所述第三电容的另一脚同时接入参考地。
进一步的：还包括第四电容和第五电容，所述第一比较器的第一电压输入端与所述第四电容的一脚一起接入到一电源，所述第四电容的另一脚接参考地；所述第一比较器的第二电压输入端与所述第五电容的一脚一起接入到一电源，且所述第五电容的另一脚接参考地。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能及时对变频器输出短路电流做出响应而封锁变频器输出，从而避免短路电流过大、时间过长而造成的器件损伤；且结构简单，无需增加其他特殊元件，从而节省成本且占用变频器空间小。
附图说明
图1为本发明实施例提供的变频器输出对地短路保护电路的框图。
图2为本发明实施例提供的变频器输出对地短路保护电路的电路图。
图1和图2中的编号所指示的含义如下：
1、三相电流信号总和电路，11、第一电阻支路，12、第二电阻支路，13、第三电阻支路，14、输出端，15、连接点，
2、信号比较器电路，21、第一待比较电压输入端，22、第二待比较电压输入端，23、第二电容支路，24、第一比较器，25、第二比较器，26、电平转换点，27、比较结果输出端，211、第一比较器的第一待比较电压输入端，212、第二比较器的第一待比较电压输入端，221、第一比较器的第二待比较电压输入端，222、第二比较器的第二待比较电压输入端，241、第一比较器的比较结果输出端，242、第一比较器的第一电压输入端，243、第一比较器的第二电压输入端，251、第二比较器的比较结果输出端，
3、信号基准电压电路，31、正基准电压电路，32、负基准电压电路，33、第一基准电压点，35、第二基准电压点，311、第四电阻，312、第五电阻、313、第一电容，321、第六电阻，322、第七电阻，323、第三电容，
4、电阻R支路，
5、第四电容，
6、第五电容。
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。
如图1和2所示，变频器输出对地短路保护电路，包括：
三相电流信号总和电路1，包括互相并联的第一、第二和第三电阻支路(11、12和13，即图中所示电阻R1支路、电阻R2支路和电阻R3支路)，第一、第二和第三电阻支路(11、12和13)的一端分别接入变频器输出三相电流信号的三个输出端14，所述第一、第二和第三电阻支路(11、12和13)的另一端同时接入到一连接点15(如图中所示的A点)；
信号比较器电路2，连接点15连接至信号比较器电路2的第一待比较电压输入端21；进一步的方案中，连接点15和第一待比较电压输入端21之间接有一第二电容支路23，第二电容支路23另一端接地；
电阻R支路4，一端连接一电源，本发明实施例中为正5V电压，且其另一端与信号比较器电路2的比较结果输出端27相连接而形成一电平转换点26，电平转换点26连接有中断信号引脚，可以是控制板的DSP中断信号引脚；
进一步的方案中，信号比较器电路2包括第一比较器24和第二比较器25，第一、第二比较器(24和25)的第一待比较电压输入端(211和212)同时接入连接点15；第一、第二比较器(24和25)的比较结果输出端(241和251)以及电阻R支路4的另一端相交从而形成电平转换点26(如图中所示的D点)。进一步的方案中，还包括第四电容5和第五电容6，第一比较器24的第一电压输入端242与第四电容5的一脚一起接入到一电源，本发明实施例中为正15V电压，第四电容5的另一脚接参考地；第一比较器24的第二电压输入端243与第五电容6的一脚一起接入到一电源，本发明实施例中为负15V电压，且第五电容6的另一脚接参考地；以及，
信号基准电压电路3，一端连接一电源，且其基准电压输出端31连接信号比较器电路2的第二待比较电压输入端22；进一步的方案中，信号基准电压电路3包括正基准电压电路31和负基准电压电路32，正基准电压电路31包括第四电阻311、第五电阻312和第一电容313，第四电阻311的一脚、第五电阻312的一脚和第一电容313的一脚同时连接到一点而形成第一基准电压点33(如图中所示的B点)，B点为信号正基准电压，第一基准电压点33连接第一比较器24的第二待比较电压输入端221，第四电阻311的另一脚连接至正5V电压37，第五电阻312的另一脚和第一电容313的另一脚同时接入正5V电压的参考地；负基准电压电路32包括包括第六电阻321、第七电阻322和第三电容323，第六电阻321的一脚、第七电阻322的一脚和第三电容323的一脚同时连接到一点而形成第二基准电压点35(如图中所示的C点)，C点为信号负基准电压，第二基准电压点35连接第二比较器25的第二待比较电压输入端222，第六电阻321的另一脚连接至负5V电压38，第七电阻322的另一脚和第三电容323的另一脚同时接入负5V电压的参考地。
以下对本发明实施例的结构和工作原理做进一步陈述：变频器输出三相电流信号IU、IV、IW通过第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)三条支路(11、12和13)连接至一连接点(图中A点)。结合电动机三相电源中电流之和的的原理，变频器正常工作时，A点的电压值为0，此时第一比较器24和第二比较器25因B点的基准电压B和C点的基准电压C的存在(为了提高电路中的抗干扰能力以及结合变频器自身的电流检测信号的处理而设定了第一比较器的基准电压B和第二比较器的基准电压C)，两个比较器(24和25)均以高电平输出，D点电压为高电平；变频器输出端某相对大地短路时，A点的电压值不等于零，且A点电压值随着变频器输出短路电流的增大而迅速抬高，从而超过了基准电压B或基准电压C，使第一比较器24或第二比较器25进入翻转状态，D点电压翻转为低电平输入到控制板的DSP中断信号，从而封锁变频器输出，起到保护作用。
具体的，当A点的电压高于B点的电压时，第一比较器24翻转，D点电压由高电平转换成低电平；当A点的电压低于C点的电压时，第二比较器25翻转，D点电压由高电平转换成低电平；变频器正常时D点为高电平，当D点为低电平时变频器封锁输出。从而，对变频器输出短路电流及时响应并及时动作，封锁变频器输出，解决变频器输出对地短路因保护不及时而损坏变频器的现象；且结构简单，无需增加其他特殊元件，从而节省成本且占用变频器空间小，从而解决现有方案成本过高的问题；解决现有方案占变频器内部空间大的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.变频器输出对地短路保护电路，其特征在于，包括：
三相电流信号总和电路，包括互相并联的第一、第二和第三电阻支路，所述第一、第二和第三电阻支路的一端分别接入变频器输出三相电流信号的三个输出端，所述第一、第二和第三电阻支路的另一端同时接入到一连接点；
信号比较器电路，所述连接点连接至所述信号比较器电路的第一待比较电压输入端；
信号基准电压电路，一端连接一电源，且其基准电压输出端连接所述信号比较器电路的第二待比较电压输入端；
电阻R支路，一端连接一电源，且其另一端与所述信号比较器的比较结果输出端相连接而形成一电平转换点，所述电平转换点连接有中断信号引脚。
2.根据权利要求1所述的变频器输出对地短路保护电路，其特征在于：所述连接点和所述第一待比较电压输入端之间接有一第二电容支路，所述第二电容支路另一端接参考地。
3.根据权利要求1所述的变频器输出对地短路保护电路，其特征在于：所述信号比较器电路包括第一比较器和第二比较器，所述第一、第二比较器的第一待比较电压输入端同时接入所述连接点；所述第一、第二比较器的比较结果输出端以及所述电阻R支路的所述另一端相交从而形成所述电平转换点。
4.根据权利要求3所述的变频器输出对地短路保护电路，其特征在于：所述信号基准电压电路包括正基准电压电路和负基准电压电路，所述正基准电压电路包括第四电阻、第五电阻和第一电容，所述第四电阻的一脚、所述第五电阻的一脚和所述第一电容的一脚同时连接到一点而形成第一基准电压点，所述第一基准电压点连接所述第一比较器的第二待比较电压输入端，所述第四电阻的另一脚连接一电源，所述第五电阻的另一脚和所述第一电容的另一脚同时接入参考地；所述负基准电压电路包括包括第六电阻、第七电阻和第三电容，所述第六电阻的一脚、所述第七电阻的一脚和所述第三电容的一脚同时连接到一点而形成第二基准电压点，所述第二基准电压点连接所述第二比较器的第二待比较电压输入端，所述第六电阻的另一脚连接一电源，所述第七电阻的另一脚和所述第三电容的另一脚同时接入参考地。
5.根据权利要求3所述的变频器输出对地短路保护电路，其特征在于：还包括第四电容和第五电容，所述第一比较器的第一电压输入端与所述第四电容的一脚一起接入到一电源，所述第四电容的另一脚接参考地；所述第一比较器的第二电压输入端与所述第五电容的一脚一起接入到一电源，且所述第五电容的另一脚接参考地。
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