CN112202321A - 信号合成检测电路及变流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号合成检测电路及变流器，所述信号合成检测电路包括：控制芯片，其设有至少一个检测引脚；反馈模块，其设有多个反馈端，所述反馈模块接收多个输入信号并通过所述反馈端输出对应的反馈信号，所述反馈端划分成与不同所述检测引脚匹配的反馈端组合；合成电路，其连接在相互匹配的反馈端组合与检测引脚之间，所述合成电路接收所述反馈端组合的反馈信号并生成一个合成信号发送至所述检测引脚。与现有技术相比，本发明实现了多个反馈信号的合成，代替了原本的与门芯片，电路简单，节省成本，同时还实现了电平的转换，取消的电平转换芯片的使用。
Description
技术领域
本发明涉及变流器，特别是一种信号合成检测电路及变流器。
技术背景
目前变流器拓扑电平数越来越高，同时所需要的IGBT数量也越来越多，而且多个IGBT并联技术越来越成熟，采用多个小电流IGBT并联实现大电流大功率变流器设计越来越多，这样会出现一个变流器有很多个IGBT需要驱动，IGBT越多表示所需要的驱动也越来越多，驱动保护信号反馈信号也越多，而DSP或其他控制芯片的错误联防引脚数量是固定，且会浪费大量的通道，因此多路的驱动脉冲反馈信号需要进行合并后再反馈到控制芯片，以减少驱动反馈信号占用控制芯片通道。并且目前市面上大多数驱动反馈信号都是15V，而控制芯片一般的输入信号电压为3.3V或5V，因此还需要对驱动反馈信号进行电平转换。
因此，如何设计一种具有信号合成以及电平转换的信号合成检测电路及变流器，是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中变流器在多个IGBT驱动下，会浪费大量通道的技术问题，本发明提出了一种信号合成检测电路及变流器。
本发明的技术方案为，提出了一种信号合成检测电路，包括：
控制芯片，其设有至少一个检测引脚；
反馈模块，其设有多个反馈端，所述反馈模块接收多个输入信号并通过所述反馈端输出对应的反馈信号，所述反馈端划分成与不同所述检测引脚匹配的反馈端组合；
合成电路，其连接在相互匹配的反馈端组合与检测引脚之间，所述合成电路接收所述反馈端组合的反馈信号并生成一个合成信号发送至所述检测引脚。
进一步，所述合成电路包括至少一条信号传输通道，所述信号传输通道一端与所述反馈端一一对应连接，另一端连接所述检测引脚。
进一步，所述控制芯片具有一根第一检测引脚，所述反馈端划分成与所述第一检测引脚匹配的第一反馈端组合，所述信号传输通道连接所述第一反馈端组合与所述第一检测引脚。
进一步，所述合成电路还包括电源U1、电阻R1、二极管D1，所述电阻R1一端连接所述电源U1，另一端连接在所述第一检测引脚与所述信号传输通道连接处；
每条信号传输通道中均串联二极管D1，所述二极管D1的正极连接所述第一检测引脚，所述二极管D1的负极连接所述第一反馈端组合。
进一步，所述合成电路还包括至少一个电容C1，所述电容C1一端连接在所述二极管D1正极，另一端连接到地。
进一步，所述控制芯片具有两根检测引脚，分别为第二检测引脚和第三检测引脚，所述反馈端划分成与所述第二检测引脚匹配的第二反馈端组合、与所述第三检测引脚匹配的第三反馈端组合，所述信号传输通道连接所述第二检测引脚和第二反馈端组合、第三检测引脚和第三反馈端组合。
进一步，所述合成电路还包括电源U2、电源U3、电阻R2、电阻R3、二极管D2、二极管D3，所述电阻R2一端连接所述电源U2，另一端连接在所述第二检测引脚与所述信号传输通道连接处；
所述电阻R3一端连接所述电源U3，另一端连接在所述第三检测引脚与所述信号传输通道连接处；
每条与所述第二检测引脚连接的信号传输通道中均串联了二极管D2，所述二极管D2的正极连接所述第二检测引脚，所述二极管D2的负极连接所述第二反馈端组合；
每条与所述第三检测引脚连接的信号传输通道中均串联了二极管D3，所述二极管D3的正极连接所述第三检测引脚，所述二极管D3的负极连接所述第三反馈端组合。
进一步，所述合成电路还包括至少一个电容C2、电容C3，所述电容C2一端连接到所述二极管D2的正极，另一端接地，所述电容C3一端连接到所述二极管D3的正极，另一端接地。
本发明还提出了一种变流器，所述变流器采用上述信号合成检测电路。
进一步，所述变流器包括多个IGBT驱动单元，所述IGBT驱动单元连接所述反馈模块，并发送所述输入信号给所述反馈模块；
所述控制芯片根据所述合成信号控制所述IGBT驱动单元工作状态。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
1、通过二极管结合信号传输通道，实现了多个反馈信号的合成，节省了控制芯片引脚的使用，且电路更容易拓展。
2、通过多个信号传输通道连接，只需要一个驱动反馈信号为低电平，该路反馈信号连通的信号采集通道对应的二极管导通，从而使得控制芯片侧的电平拉低为低电平，实现电平转换。
3、本发明电路简单，扩展性强，能够根据实际需求扩展任意路数的反馈信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明多路IGBT驱动保护信号合成检测电路拓扑图1；
图2为本发明多路IGBT驱动保护信号合成检测电路拓扑图2；
图3为本发明多路IGBT驱动保护信号合成检测电路合成两路信号电路图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。
请参见图1为本发明多路IGBT驱动保护信号合成检测电路拓扑图1，其包括控制芯片、反馈模块和合成电路，其中，控制芯片设有至少一个检测引脚；反馈模块设有多个反馈端，反馈模块用于接收多个输出信号并通过所述反馈端输出对应的反馈信号，其多个反馈端划分成与不同检测引脚匹配的反馈端组合；合成电路连接在相互配合的反馈端组合与检测引脚之间，所述合成电路接收所述反馈端组合的反馈信号并生成一个合成信号发送至所述检测引脚。
其中，合成电路包括至少一条信号传输通道，所述信号传输通道一端与所述反馈端一一对应连接，另一端连接所述检测引脚。
控制芯片只有一根第一检测引脚时，多个反馈端划分为一个第一反馈端组合，信号传输通道有多条，一端分别与多个反馈端组合一一对应连接，另一端连接到第一检测引脚上。
合成电路还包括电源U1、电阻R1、电容D1，电阻R1一端连接电源U1，另一端连接在第一检测引脚和信号传输通道连接处，每条信号传输通道中均串联有一个二极管D1，二极管D1的正极连接第一检测引脚，二极管D1的负极连接第一反馈端组合。
请参考图2，合成电路还包括至少一个电容C1，电容C1一端连接在二极管D1正极，另一端连接到地。电容C1用于滤除电压尖峰，从而得到更平整的波形。
现有技术中，多路的驱动保护反馈信号其电平为15V或0V，在IGBT驱动正常情况下，其反馈信号为高电平15V，当某一路IGBT驱动发生保护时，驱动保护反馈信号会由高电平转为低电平，控制芯片接收到低电平触发中断实现PWM脉冲关断。但当IGBT数量增加，对应驱动数量和保护反馈增加后，会占用大量控制芯片的通道，因此一般会对保护反馈信号进行与运算处理，合并为一路或几路的反馈信号，减少控制芯片通道的使用。反馈信号与运算一般使用与门芯片，有多路与门芯片和两路与门芯片，由于驱动反馈信号数量不一定与多路与门芯片通道数一样，可能会出现通道浪费，且多路与门芯片较少使用，使用两路与门芯片会导致多个与门再次相与，增加电路复杂性。而且由于驱动保护反馈信号为15V，因此需要将15V电平转化为控制芯片输入的电平，还要额外增加一个电平转换电路。
本发明中，电源U1为5V，多路驱动保护反馈信号的电平为15V或0V,当IGBT驱动正常情况下，反馈信号为高电平15V，此时，由于二极管D1的正极还连接到了电源U1，其正极为高电平5V，二极管负极电平为15V，二极管截止。此时，电源U1为控制芯片提供电压，控制芯片侧电平为5V，即控制芯片侧的合成信号电平为5V，当某一路IGBT驱动发生保护时，即驱动保护信号中的某一路为低电平，反馈信号为低电平，该反馈信号的反馈端输出低电平，与该反馈端连接的信号传输通道中二极管D1的负极也为低电平，正极仍为高电平5V,此时，该路信号传输通道中的二极管D1导通。同时，其余路反馈信号为高电平15V，而电源电压为5V，即其余路中二极管D1正极电平为5V，负极电平为15V，其余路中二极管D1截至，但由于多路信号传输通道为并联关系，当发生驱动保护信号的一路信号传输通道中二极管D1导通时，其余路等同于被短路，电源U1中流出的电流会从该路流向反馈模块，控制芯片侧没有电流，电平会被拉低到低电平，即此时控制芯片侧的合成信号为低电平。控制芯片接收到该低电平后，会触发中断实现PWM脉冲关断。
本发明中，多路信号传输通道并联，并通过二极管确定反馈信号的电平高低，实现了驱动保护信号与的逻辑运算，同时正常工作时还能将控制芯片侧的电平拉低，电路适用性更强。相较于与门芯片使用，本发明能够结合任意路数的反馈信号，扩展性更强。
请参考图3，控制芯片具有两根检测引脚时，分别为第二检测引脚和第三检测引脚，此时，反馈端划分成与第二检测引脚匹配的第二反馈端组合、与第三检测引脚匹配的第三反馈端组合，信号传输通道连接第二检测引脚和第二反馈端组合、第三检测引脚和第三反馈端组合。
合成电路还包括还包括电源U2、电源U3、电阻R2、电阻R3、二极管D2、二极管D3，电阻R2一端连接电源U2，另一端连接在第二检测引脚与信号传输通道连接处；电阻R3一端连接电源U3，另一端连接在第三检测引脚与信号传输通道连接处；每条与第二检测引脚连接的信号传输通道中均串联了二极管D2，二极管D2的正极连接第二检测引脚，二极管D2的负极连接第二反馈端组合；
每条与第三检测引脚连接的信号传输通道中均串联了二极管D3，二极管D3的正极连接第三检测引脚，二极管D3的负极连接第三反馈端组合。
合成电路还包括至少一个电容C2、电容C3，电容C2一端连接到二极管D2的正极，另一端接地，电容C3一端连接到二极管D3的正极，另一端接地。电容C2、C3用于滤波，滤除电路中的电压尖峰，从而得到更平整的信号波形。
其中，电源U2、电源U3的电压均为5V，多路驱动保护反馈信号的电平为15V或0V,当IGBT驱动正常情况下，反馈信号为高电平15V，二极管D2负极连接到第二反馈端组合，二极管D3的负极连接到第三反馈端组合，二极管D2、二极管D3负极端电平均为15V，二极管D2的正极还连接到电源U2，二极管D3的正极还连接到电源U3，二极管D2和二极管D3的正极的电平均为5V，二极管D2和二极管D3截至，电源U2通过第二检测引脚给控制芯片供电，电源U3通过第三检测引脚给控制芯片供电，即第二检测引脚处接收到的合成信号电平为5V，第三检测引脚处接收到的合成信号电平为5V。
当某一路IGBT驱动发生保护时，即驱动中某一路为低电平，反馈信号为低电平，该反馈信号的反馈端输出低电平，与该反馈端连接的信号传输通道中的二极管负极为低电平。如与该反馈端连接的信号传输通道中的二极管为D2，二极管D2的负极为低电平，又由于二极管D2的正极还连接了电源U2，二极管D2的正极为高电平5V，二极管D2导通，电源U2中流出的电流会经过该路信号传输通道流向反馈模块，第二检测引脚处没有电流，被拉低到低电平，即第二检测引脚处的合成信号为低电平，控制芯片接收到低电平后，控制与第一检测引脚连接的反馈端对应的IGBT驱动关断，由于此时检测引脚为两路，第三检测引脚不受影响，故第三检测引脚处的合成反馈信号仍为高电平5V,与第三检测引脚连接的反馈端对应的IGBT驱动维持原工作状态。当与该输出端连接的信号传输通道中的二极管为D3时，与D2时同理，此时，第二检测引脚处的反馈合成信号为高电平，第三检测引脚处的反馈合成信号为低电平，控制芯片接收到低电平信号后，控制与第三检测引脚对应的IGBT驱动关断。
当同时有多路IGBT驱动发生保护，即驱动中不止一路为低电平，即多个输出端输出的低电平时，若发生保护的IGBT驱动对应的信号采集通道均与第二检测引脚连接，则第二检测引脚处的合成信号为低电平，第三检测引脚处的合成信号为高电平；若发生保护的IGBT驱动对应的信号采集通道均与第三检测引脚连接，则第二检测引脚处的合成信号为高电平，第三检测引脚处的合成信号为低电平；若发生保护的IGBT驱动对应的信号采集通道既有与第二检测引脚连接部分又有与第三检测引脚连接部分，则第二检测引脚和第三检测引脚处的合成信号均为低电平。
同时，本发明还可以根据实际情况生成多个检测引脚用于合成多个合成信号，对应将反馈端划分为与之匹配的多个反馈端组合，其工作原理与两个检测引脚时类似，不做赘述。
本发明还提出了一种变流器，所述变流器采用上述信号合成检测电路。其中，变流器包括多个IGBT驱动单元，IGBT驱动单元连接反馈模块，并发送输入信号给所述反馈模块；控制芯片根据合成信号控制IGBT驱动单元工作状态。
与现有技术相比，本发明同时实现了多路反馈信号的合成和电平的转换，节省了与门芯片和电平转换芯片的使用，节约成本。同时，本发明还可以根据需求合成任意路数的反馈信号，电路的适用性更强。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.信号合成检测电路，其特征在于，包括：
控制芯片，其设有至少一个检测引脚；
反馈模块，其设有多个反馈端，所述反馈模块接收多个输入信号并通过所述反馈端输出对应的反馈信号，所述反馈端划分成与不同所述检测引脚匹配的反馈端组合；
合成电路，其连接在相互匹配的反馈端组合与检测引脚之间，所述合成电路接收所述反馈端组合的反馈信号并生成一个合成信号发送至所述检测引脚。
2.如权利要求1所述的信号合成检测电路，其特征在于，所述合成电路包括至少一条信号传输通道，所述信号传输通道一端与所述反馈端一一对应连接，另一端连接所述检测引脚。
3.如权利要求1所述的信号合成检测电路，其特征在于，所述控制芯片具有一根第一检测引脚，所述反馈端划分成与所述第一检测引脚匹配的第一反馈端组合，所述信号传输通道连接所述第一反馈端组合与所述第一检测引脚。
4.如权利要求3所述的信号合成检测电路，其特征在于，所述合成电路还包括电源U1、电阻R1、二极管D1，所述电阻R1一端连接所述电源U1，另一端连接在所述第一检测引脚与所述信号传输通道连接处；
每条信号传输通道中均串联二极管D1，所述二极管D1的正极连接所述第一检测引脚，所述二极管D1的负极连接所述第一反馈端组合。
5.如权利要求4所述的信号合成检测电路，其特征在于，所述合成电路还包括至少一个电容C1，所述电容C1一端连接在所述二极管D1正极，另一端连接到地。
6.如权利要求1所述的信号合成检测电路，其特征在于，所述控制芯片具有两根检测引脚，分别为第二检测引脚和第三检测引脚，所述反馈端划分成与所述第二检测引脚匹配的第二反馈端组合、与所述第三检测引脚匹配的第三反馈端组合，所述信号传输通道连接所述第二检测引脚和第二反馈端组合、第三检测引脚和第三反馈端组合。
7.如权利要求6所述的信号合成检测电路，其特征在于，所述合成电路还包括电源U2、电源U3、电阻R2、电阻R3、二极管D2、二极管D3，所述电阻R2一端连接所述电源U2，另一端连接在所述第二检测引脚与所述信号传输通道连接处；
所述电阻R3一端连接所述电源U3，另一端连接在所述第三检测引脚与所述信号传输通道连接处；
每条与所述第二检测引脚连接的信号传输通道中均串联了二极管D2，所述二极管D2的正极连接所述第二检测引脚，所述二极管D2的负极连接所述第二反馈端组合；
每条与所述第三检测引脚连接的信号传输通道中均串联了二极管D3，所述二极管D3的正极连接所述第三检测引脚，所述二极管D3的负极连接所述第三反馈端组合。
8.如权利要求7所述的信号合成检测电路，其特征在于，所述合成电路还包括至少一个电容C2、电容C3，所述电容C2一端连接到所述二极管D2的正极，另一端接地，所述电容C3一端连接到所述二极管D3的正极，另一端接地。
9.变流器，其特征在于，所述变流器采用如权利要求1至8任意一项所述的信号合成检测电路。
10.如权利要求9所述的变流器，其特征在于，所述变流器包括多个IGBT驱动单元，所述IGBT驱动单元连接所述反馈模块，并发送所述输入信号给所述反馈模块；
所述控制芯片根据所述合成信号控制所述IGBT驱动单元工作状态。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113364910A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | Tcl通讯（宁波）有限公司 | 一种信号处理方法、装置、设备及存储介质 |
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