CN112180798B - 时序控制电路、电源控制电路和变频器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种时序控制电路、电源控制电路和变频器，其中，时序控制电路，包括：使能信号检测模块，用于检测主控芯片输出的使能信号，并基于使能信号输出时序控制信号，其中，使能信号的时序用于表征电源芯片的工作时序；开关信号发生模块，与使能信号检测模块连接，用于在时序控制信号的控制下输出开关信号，开关信号用于控制电源芯片的工作时序。通过主控芯片输出电源芯片工作时序的使能信号，将使能信号转换成时序控制信号，并将时序控制信号转换为控制电源芯片工作时序的开关信号，以使主控芯片通过使能信号控制电源芯片的工作时序，从而使得电源芯片的工作时序精准可控，有效防止变频器主控系统上电混乱，进而减小变频器的故障误误触发。

Description

时序控制电路、电源控制电路和变频器

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种时序控制电路、电源控制电路和变频器。

背景技术

磁悬浮离心机组中高速大功率变频器是十分重要的部件，高速磁悬浮技术需要稳定可靠的电力系统，而变频器主控系统在保证采样功能灵敏性以及保护功能及时性的同时需要减少变频器的故障误触发。

现阶段变频器主控上电逻辑通过模拟电路控制，以延时上电的方式确定主控的上电时序。数字电路供电系统、模拟电路供电系统与驱动电路供电系统的上电时序不能得到精准控制。因此会出现驱动电路，模拟电路上电时序在数字电路上电时序之前，这一现象就是主控系统上电时序混乱。

在驱动电路与模拟电路上电时序不可控，容易导致时序信号在变频器的强电磁干扰的工作环境当中会很容易受到影响，对于变频器主控采样驱动以及保护电路存在很大的考验。

发明内容

为了解决上述电路的工作时序不可控的技术问题，本申请提供了一种时序控制电路、电源控制电路和变频器。

根据第一方面，本申请提供了一种时序控制电路，包括：使能信号检测模块，用于检测主控芯片输出的使能信号，并基于所述使能信号输出时序控制信号，其中，所述使能信号的时序用于表征电源芯片的工作时序；开关信号发生模块，与所述使能信号检测模块连接，用于在所述时序控制信号的控制下输出开关信号，所述开关信号用于控制所述电源芯片的工作时序。

可选地，所述使能信号检测模块包括：基准信号发生单元，用于产生基准信号；比较电路，分别与所述主控芯片的使能信号输出端和所述基准信号发生单元的输出端连接，用于通过比较所述使能信号和所述基准信号发生单元输出的基准信号输出所述时序控制信号。

可选地，所述比较电路包括光耦控制单元，所述光耦控制单元的输入端分别与所述使能信号输出端和所述基准信号发生单元的输出端连接，所述光耦控制单元基于所述使能信号与所述基准信号的电势差输出所述时序控制信号。

可选地，所述基准信号发生单元包括第一稳压电路。

可选地，所述开关信号发生单元包括：运放电路，与所述使能信号检测单元连接，用于对所述时序控制信号进行运放处理得到所述开关信号。

可选地，时序控制电路还包括：第二稳压电路，设置在所述使能信号检测模块和所述开关信号发生模块之间，用于稳定所述时序控制信号。

可选地，所述使能信号检测单元包括：反向电路，用于对所述使能信号进行反向处理，得到反向使能信号；驱动电路，用于在反向使能信号的触发下输出所述时序控制信号。

可选地，所述开关信号发生模块包括：继电器，与所述驱动电路的输出端连接，用于通过所述时序控制信号控制触点开闭，以输出所述开关信号。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种电源控制电路，包括：主控芯片，用于输出使能信号，所述使能信号的时序用于表征电源芯片的工作时序；上述第一方面任意一项所述的时序控制电路，与所述主控芯片连接，用于基于所述使能信号输出开关信号，所述开关信号用于控制所述电源芯片的工作时序。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种变频器，包括：上述第二方面描述的电源控制电路。

在本申请中，通过主控芯片输出用于表征电源芯片工作时序的使能信号，并通过使能信号检测单元将使能信号转换成时序控制信号，并通过开关信号发生模块将时序控制信号转换为控制电源芯片工作时序的开关信号，以使主控芯片通过使能信号控制电源芯片的工作时序，从而使得电源芯片的工作时序精准可控，有效防止变频器主控系统上电混乱，进而减小变频器的故障误误触发。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供时序控制电路的模块化示意图；

图2示出了本申请实施例提供的时序控制电路的电路原理图；

图3示出了本申请实施例提供的另一时序控制电路的电路原理图；

图4示出了本申请实施例提供的时序控制电路的时序控制图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

由于目前的变频器主控上电逻辑通过模拟电路控制，以延时上电的方式确定主控的上电时序。由于模拟电路控制上电时序是通过储能器件的充放电实现上电时序控制，储能器件可能受环境影响较大，例如，电容受温度影响，其充放电时间可能会受影响，因此，延时上电的延时时间会受到影响，导致上电时序难以精准控制，介于此，本申请提供了一种时序控制电路，通过主控芯片输出的控制信号，控制时序控制电路产生开关信号，进而控制电源工作时序，具体的，可以参见图1所示，该时序控制电路可以包括：

使能信号检测模块10，用于检测主控芯片IC1输出的使能信号，并基于所述使能信号输出时序控制信号，其中，所述使能信号的时序用于表征电源芯片IC6的工作时序；开关信号发生模块20，与所述使能信号检测模块10连接，用于在所述时序控制信号的控制下输出开关信号，所述开关信号用于控制所述电源芯片IC6的工作时序。作为示例性的实施例，主控芯片IC1可以为包括，即数字信号处理技术(Digital Signal Processing，DSP)芯片，可编程控制器件、MCU等具有数据/信号处理功能的芯片，其包括使能信号输出端，该使能信号可以基于主控芯片IC1中预先设定好的运行程序触发生成，其发生时序用于表征被控制的电源芯片IC6的工作时序。作为示例性的实施例，使能信号可以为高电平可以为低电平，示例性的，可以以使能信号为高电平时用于表征控制电源芯片IC6的下电，即时序控制电路的关闭状态，以使能信号为低电平用于表征控制电源芯片IC6的上电，即时序控制电路的开启状态。作为示例性的实施例，使能信号检测模块10在检测到主控芯片IC1输出使能信号后，可以检测到该使能信号，并基于使能信号的类型(高/低电平)输出对应的时序控制信号，该时序控制信号可以控制开关信号发生模块20输出开关信号，该开关信号可以为高电平也可以为低电平，其中可以以高电平为开启信号，低电平为关闭信号为例进行说明。

通过主控芯片IC1输出用于表征电源芯片IC6工作时序的使能信号，并通过使能信号检测单元将使能信号转换成时序控制信号，并通过开关信号发生模块20将时序控制信号转换为控制电源芯片IC6工作时序的开关信号，以使主控芯片IC1通过使能信号控制电源芯片IC6的工作时序，从而使得电源芯片IC6的工作时序精准可控，有效防止变频器主控系统上电混乱，进而减小变频器的故障误误触发。

作为示例性的实施例，如图2所示，所述使能信号检测模块10包括：基准信号发生单元，用于产生基准信号；比较电路11，分别与所述主控芯片IC1的使能信号输出端和所述基准信号发生单元的输出端连接，用于通过比较所述使能信号和所述基准信号发生单元输出的基准信号输出所述时序控制信号。开关信号发生单元包括：运放电路21，与所述使能信号检测单元连接，用于对所述时序控制信号进行运放处理得到所述开关信号。作为示例性的实施例，基准信号发生单元可以采用第一稳压电路12实现，具体的，参见图2，可以通过第一稳压芯片IC3对第一基准电压Vref进行稳压后得到基准信号V1，其中，第一基准电压通过第一电阻R1和第二电阻R2后通过第一稳压芯片IC3输出基准信号，其中基准信号V1的计算方式如下：

比较电路11与主控芯片IC1的信号使能输出端和基准信号发生单元的输出端连接，基准信号与使能信号分别接入比较电路11，比较电路11通过比较基准信号与使能信号之后，可以基于比较结果输出时序控制信号，示例性的，基准信号是经过第一基准电压稳压后得到的高电平信号，在使能信号为高电平时，基准信号与使能信号之间的电势差较小或无电势差，可以输出第一种时序控制信号；在使能信号为低电平时，基准信号与使能信号之间存在较高的电势差，则可以输出第二种时序控制信号。作为可选的实施例，第一种时序控制信号和第二种时序控制信号对于电源的工作时序的控制可以按照实际需求进行定义，示例性的，使能信号为高电平时，输出的第一时序控制信号可以表征电源下电或处于非工作状态，即时序控制电路处于关闭状态，第一时序控制信号输入运放电路21后，运放电路21产生的开关信号为低电平，时序控制电路的工作状态处于关闭状态；使能信号为高电平时，输出的第二时序控制信号可以表征电源上电，第二时序控制信号输入运放电路21后，运放电路21产生的开关信号为高电平，时序控制电路的工作状态处于开启状态。作为示例性的实施例，比较电路11可以采用光耦控制单元，也可以采用电压比较器，示例性的，在本实施例可以以光耦控制单元为例对比较电路11的功能进行详细讲解：

光耦控制单元的输入端分别与所述使能信号输出端和所述基准信号发生单元的输出端连接，所述光耦控制单元基于所述使能信号与所述基准信号的电势差输出所述时序控制信号。具体的，光耦控制单元可以采用光耦控制芯片IC2，示例性的，在光耦前端导通时，光耦中发光二极管发光，使的光耦控制芯片IC2的端的光敏器件产生电平变化，进而得到时序控制信号，具体的，参见图2所示，基准信号与使能信号接入光耦前端，其中，使能信号可以接入发光二极管的负极一端，基准信号可以接入发光二极管的正极一端。对于主控芯片IC1输出的不同的使能信号，光耦后端输出不同的时序控制信号，具体的：

当主控芯片IC1的输出使能信号为高电平时，光耦控制芯片IC2不工作，此时光耦控制芯片IC2后端无输出，时序控制信号为低电平状态，时序控制电路的运放电路21的输入端输入信号为低电平，因此运放电路21产生的开关控制信号此时为低电平,时序控制电路的工作状态为关闭状态。当电源芯片IC6的输入控制引脚的电平信号为低电平信号时，电源芯片IC6处于无输出的工作状态，即完成主控芯片IC1通过时序控制电路对电源芯片IC6停止工作的控制过程。

当主控芯片IC1的输出使能信号为低电平时，光耦控制芯片IC2的前端会存在一个电位差，此时光耦控制芯片IC2的发光二极管正常工作，同时光耦控制芯片IC2的后端会产生一个高电平信号V2作为时序控制信号，具体的，高电平信号V2可以采用第七电阻R7和第八电阻R8对第二基准电压进行分压得到，具体的：高电平信号V2可以采用如下公式计算：

该高电平信号V2经过运放电路21缩放滤波处理后该高电平信号输出为开关控制信号，开关控制信号为高电平，时序控制电路的工作状态为开通状态，按照电源芯片IC6的输入定义，当输入控制引脚的电平信号为高电平信号时，电源芯片IC6处于有输出的工作状态，即主控芯片IC1通过时序控制电路对电源芯片IC6正常输出的控制过程。

作为示例性的实施例，在使能信号检测模块10和所述开关信号发生模块20之间还设置有第二稳压电路22，该第二稳压电路22在比较电路11输出高电平时具有输出，在比较电路11输出低电平时，无输出。示例性的，

比较电路11输出高电平信号V2时经过第二稳压电路22的的第二稳压芯片IC4的稳压得到稳压信号V3，参见图2，该稳压信号V3可以采用如公式计算：

其中，Rx为第二稳压芯片的内阻。

示例性的，参见图3所示的时序控制电路的时序控制图，其中，

(1)基本时序信号A：时序图的基准时序信号，1表示高电平，0表示低电平。

(2)使能信号B：主控芯片IC1控制时序控制电路的使能信号。1表示高电平，0表示低电平。

(3)时序控制信号C：光耦控制芯片IC2的输出信号经过稳压回路输入到运放芯片IC5的控制信号。1表示高电平，0表示低电平。

(4)开关信号D：时序电路的输出信号，用于控制开关电源芯片IC6的工作状态，由开关电源芯片IC6的控制引脚接收。1表示高电平，0表示低电平。

(5)电源芯片IC6工作状态E：电源芯片IC6的工作状态，1表示正常工作，0表示停止工作。

当主控芯片IC1输出使能信号为低电平信号时，基本时序控制信号为高电平信号，经过电路延时运放电路21输出开关控制信号为高电平，此时电源电路的工作状态为有输出的工作状态。

作为示例性的实施例，如图4所示，使能信号检测单元还可以包括：反向电路13，用于对所述使能信号进行反向处理，得到反向使能信号；驱动电路14，用于在反向使能信号的触发下输出所述时序控制信号。开关信号发生模块20包括：继电器K1，与所述驱动电路14的输出端连接，用于通过所述时序控制信号控制触点开闭，以输出所述开关信号。

示例性的，反向电路13可以采用反向器，将使能信号反向，示例性的，使能信号为高电平，通过反相器之后，输出为低电平信号，驱动电路14采用开关晶体管Q1，例如，三极管、mos管、cmos管、IGBT、可控硅中的至少一种，在输入为低电平时，截止，无输出。此时继电器的触点处于开通状态，电源芯片IC6停止工作；使能信号为低电平，通过反相器之后，输出为高电平信号，驱动电路14采用开关晶体管，在输入为高电平时，导通输出电压信号。在电压信号的触发下继电器K1的触点处于闭合状态，电源芯片IC6上电工作。

通过主控芯片IC1输出用于表征电源芯片IC6工作时序的使能信号，并通过使能信号检测单元将使能信号转换成时序控制信号，并通过开关信号发生模块20将时序控制信号转换为控制电源芯片IC6工作时序的开关信号，以使主控芯片IC1通过使能信号控制电源芯片IC6的工作时序，从而使得电源芯片IC6的工作时序精准可控，有效防止变频器主控系统上电混乱，进而减小变频器的故障误误触发。

本发明实施例还提供了一种电源控制电路，包括：主控芯片IC1，用于输出使能信号，所述使能信号的时序用于表征电源芯片IC6的工作时序；上述实施例中描述的时序控制电路，与所述主控芯片IC1连接，用于基于所述使能信号输出开关信号，所述开关信号用于控制所述电源芯片IC6的工作时序。

主控芯片IC1受程序控制向时序控制电路输出使能信号，时序控制电路对使能信号进行处理，向电源芯片IC6提供开关信号，使得电源芯片IC6工作状态受主控芯片IC1控制。程序控制主控芯片IC1在程序控制下输出使能信号，经过判定高电平/低电平信号输入后级时序控制电路处理，向电源芯片IC6输出一个开关控制信号，电源芯片IC6对开关控制信号进行判定，高电平会正常工作，低电平会停止工作。从而实现通过主控芯片IC1的时序控制电源的工作时序，以达到高精度控制。

本发明实施例还提供了一种变频器，包括：上述实施例中描述的电源控制电路。主控芯片控制使能，时序控制电路输出一个电平信号控制电源变换器的输出控制引脚，使得变频器控制器的上电逻辑可以得到程序控制，可以很好实现程序对于功能电路上电时序的控制过程，可以基本消除变频器在启动阶段出现故障误报现象。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种时序控制电路，其特征在于，包括：

使能信号检测模块，用于检测主控芯片输出的使能信号，并基于所述使能信号输出时序控制信号，其中，所述使能信号的时序用于表征电源芯片的工作时序；

开关信号发生模块，与所述使能信号检测模块连接，用于在所述时序控制信号的控制下输出开关信号，所述开关信号用于控制所述电源芯片的工作时序；

所述使能信号检测模块包括：

基准信号发生单元，用于产生基准信号；

比较电路，分别与所述主控芯片的使能信号输出端和所述基准信号发生单元的输出端连接，用于通过比较所述使能信号和所述基准信号发生单元输出的基准信号输出所述时序控制信号。

2.如权利要求1所述的时序控制电路，其特征在于，所述比较电路包括光耦控制单元，所述光耦控制单元的输入端分别与所述使能信号输出端和所述基准信号发生单元的输出端连接，所述光耦控制单元基于所述使能信号与所述基准信号的电势差输出所述时序控制信号。

3.如权利要求1所述的时序控制电路，其特征在于，所述基准信号发生单元包括第一稳压电路。

4.如权利要求1所述的时序控制电路，其特征在于，所述开关信号发生模块包括：

运放电路，与所述使能信号检测模块连接，用于对所述时序控制信号进行运放处理得到所述开关信号。

5.如权利要求1所述的时序控制电路，其特征在于，还包括：

第二稳压电路，设置在所述使能信号检测模块和所述开关信号发生模块之间，用于稳定所述时序控制信号。

6.如权利要求1所述的时序控制电路，其特征在于，所述使能信号检测模块包括：

反向电路，用于对所述使能信号进行反向处理，得到反向使能信号；

驱动电路，用于在反向使能信号的触发下输出所述时序控制信号。

7.如权利要求6所述的时序控制电路，其特征在于，所述开关信号发生模块包括：

继电器，与所述驱动电路的输出端连接，用于通过所述时序控制信号控制触点开闭，以输出所述开关信号。

8.一种电源控制电路，其特征在于，包括：

主控芯片，用于输出使能信号，所述使能信号的时序用于表征电源芯片的工作时序；

权利要求1-7任意一项所述的时序控制电路，与所述主控芯片连接，用于基于所述使能信号输出开关信号，所述开关信号用于控制所述电源芯片的工作时序。

9.一种变频器，其特征在于，包括：权利要求8所述的电源控制电路。

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