CN112485731B - 一种智能检测接线柱接线不牢逆变器及接线不牢检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能检测接线柱接线不牢逆变器，包括：直流电源输入模块、输入EMC电路模块、功率开关电路模块、变压器、逆变桥电路模块、输出EMC电路模块、交流负载、输入取样电路模块、PWM控制电路模块、输出取样电路模块、逆变控制电路模块以及光电耦合器；所述输入取样电路模块包括输入电压取样电路、输入电流取样电路以及接线柱接线不牢检测电路，输入当电压、输入电流或接线柱温度异常时，向PWM控制电路模块输出控制信号，使PWM控制电路模块关断所述功率开关电路模块。本发明提供的一种智能检测接线柱接线不牢逆变器及接线不牢检测方法，通过对直流输入信号进行取样，并通过接线不牢检测电路对接线不牢状态进行检测，保障逆变器的安全工作。

Description

一种智能检测接线柱接线不牢逆变器及接线不牢检测方法

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，特别涉及一种智能检测接线柱接线不牢逆变器及接线不牢检测方法。

背景技术

逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

现有逆变器当接线不牢时容易造成产品损坏，严重时甚至造成火灾发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种智能检测接线柱接线不牢逆变器及接线不牢检测方法，通过对直流输入信号进行取样，并通过接线不牢检测电路对接线不牢状态进行检测，保障逆变器的安全工作。

第一方面，本发明提供一种智能检测接线柱接线不牢逆变器，包括直流电源输入模块、输入EMC电路模块、功率开关电路模块、变压器、逆变桥电路模块、输出EMC电路模块、交流负载、输入取样电路模块、PWM控制电路模块、输出取样电路模块、逆变控制电路模块以及光电耦合器；

所述直流电源输入模块、输入EMC电路模块、功率开关电路模块、变压器、逆变桥电路模块、输出EMC电路模块以及交流负载依次连接，所述输入取样电路模块的输入端与所述直流电源输入模块连接，所述输入取样电路模块的输出端通过所述PWM控制电路模块与所述功率开关电路模块连接，所述输出EMC电路模块还通过所述输出取样电路与所述逆变控制电路模块输入端连接，所述逆变控制电路模块第一输出端与所述逆变桥电路模块连接，所述逆变控制电路模块第二输出端通过所述光电耦合器与所述PWM控制电路模块连接；

所述输入取样电路模块包括输入电压取样电路、输入电流取样电路以及接线柱接线不牢检测电路，通过所述输入电压取样电路对所述直流电源输入模块进行取样得到输入电压，用于检测输入电压是否在逆变器工作电压范围之内，通过所述输入电流取样电路对所述直流电源输入模块进行取样得到输入电流，用于判断逆变器负载是否过载，通过接线柱接线不牢检测电路检测接线柱温度是否正常，当输入电压、输入电流或接线柱温度异常时，所述输入取样电路模块向所述PWM控制电路模块输出控制信号，使所述PWM控制电路模块关断所述功率开关电路模块。

进一步地，所述接线柱接线不牢检测电路包括：运算放大器U1A、热敏电阻NTC1、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器U1B、二极管D2、热敏电阻NTC2、电阻R4、电阻R7以及电阻R8，所述运算放大器U1A输出端通过所述二极管D1与所述PWM控制电路连接，所述运算放大器U1A同相输入端通过所述电阻R2与电源连接并通过所述电阻R1接地，所述运算放大器U1A的反相输入端通过所述电阻R3与电源连接并通过所述热敏电阻NTC1接地；所述运算放大器U1B输出端通过所述二极管D2与所述PWM控制电路模块连接，所述运算放大器U1B同相输入端通过所述电阻R7与电源连接并通过所述电阻R4接地，所述运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R8与电源连接并通过所述热敏电阻NTC2接地；所述热敏电阻NTC1与热敏电阻NTC2分别与所述直流电源输入模块的接线柱的正极和负极连接。

进一步地，所述运算放大器U1A和运算放大器U1B采用型号为LM358的芯片。

进一步地，所述直流电源输入模块的接线柱内设有一沉孔，所述热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2嵌入所述沉孔，实现所述热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2与所述直流电源输入模块的接线柱连接。

第二方面，本发明提供一种智能检测接线柱接线不牢检测方法，需提供第一方面所述的逆变器，所述方法包括：

将热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2分别安装于直流电源输入模块的正极和负极接线柱设置的沉孔内，将输入取样电路模块分别与直流电源输入模块以及PWM控制电路模块连接；

当热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2的温度小于等于阈值时，所述热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2的阻值大于等于一设定值，输入取样电路模块使所述PWM控制电路模块控制所述功率开关电路模块导通，逆变器正常工作；

当热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2的温度大于阈值时，所述热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2的阻值小于所述设定值，输入取样电路模块使所述PWM控制电路模块控制所述功率开关电路模块关断，逆变器停止工作。

本发明具有如下优点：

1、通过对所述直流电源输入模块的接线柱进行取样得到输入电压和输入电流，并通过接线柱接线不牢检测电路检测接线柱温度是否正常，当输入电压、输入电流或检测接线柱温度异常时，向所述PWM控制电路模块输出控制信号，使所述PWM控制电路模块关断所述功率开关电路模块，实现接线不牢状态的检测，保障逆变器的安全工作；

2、通过温度传感器检测接线柱温度，可以判断出接线柱是否牢固，减少逆变器故障率，同时避免接线柱接线不牢造成火灾。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例电路原理框图；

图2为本发明实施例接线柱接线不牢检测电路示意图；

图3为本发明实施例运算放大器供电电路示意图；

图4为本发明实施例接线柱加工结构示意图；

图5为本发明实施例接线柱加工结构爆炸图；

图6为本发明实施例产品安装示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请的保护范围。

本发明实施例提供一种智能检测接线柱接线不牢逆变器，请参考图1，包括直流电源输入模块、输入EMC电路模块、功率开关电路模块、变压器、逆变桥电路模块、输出EMC电路模块、交流负载、输入取样电路模块、PWM控制电路模块、输出取样电路模块、逆变控制电路模块以及光电耦合器；

所述直流电源输入模块、输入EMC电路模块、功率开关电路模块、变压器、逆变桥电路模块、输出EMC电路模块以及交流负载依次连接，所述输入取样电路模块的输入端与所述直流电源输入模块连接，所述输入取样电路模块的输出端通过所述PWM控制电路模块与所述功率开关电路模块连接，所述输出EMC电路模块还通过所述输出取样电路与所述逆变控制电路模块输入端连接，所述逆变控制电路模块第一输出端与所述逆变桥电路模块连接，所述逆变控制电路模块第二输出端通过所述光电耦合器与所述PWM控制电路模块连接。

直流电源输入模块经过输入EMC电路模块连接到功率开关电路模块，输入取样电路模块将取样的输入电信号传送到PWM控制电路模块，PWM控制电路模块输出PWM到功率开关电路模块，经变压器升压后再经过逆变桥电路模块产生交流电，经由输出EMC电路模块连接到交流负载，输出取样电路模块取样到逆变控制电路模块(MCU)，通过逆变控制电路模块调整逆变桥电路模块工作，同时逆变控制电路模块通过光电耦合器传输到前级PWM控制电路模块，调整前级PWM波形。

所述输入取样电路模块包括输入电压取样电路、输入电流取样电路以及接线柱接线不牢检测电路，通过所述输入电压取样电路对所述直流电源输入模块进行取样得到输入电压，用于检测输入电压是否在逆变器工作电压范围之内，通过所述输入电流取样电路对所述直流电源输入模块进行取样得到输入电流，用于判断逆变器负载是否过载，通过接线柱接线不牢检测电路检测接线柱温度是否正常，当输入电压、输入电流或接线柱温度异常时，所述输入取样电路模块向所述PWM控制电路模块输出控制信号，使所述PWM控制电路模块关断所述功率开关电路模块。

请参考图2，在一种可能的实现方式中，输入电压取样电路以及输入电流取样电路可采用本领域的常规方法实现，所述接线柱接线不牢检测电路包括：运算放大器U1A(型号为LM358)、热敏电阻NTC1、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器U1B(型号为LM358)、二极管D2、热敏电阻NTC2、电阻R4、电阻R7以及电阻R8，所述运算放大器U1A输出端通过所述二极管D1与所述PWM控制电路连接，所述运算放大器U1A同相输入端通过所述电阻R2与电源连接并通过所述电阻R1接地(即通过所述电阻R1和电阻R2分压)，所述运算放大器U1A的反相输入端通过所述电阻R3与电源连接并通过所述热敏电阻NTC1接地(即通过所述热敏电阻NTC1和电阻R3分压)；所述运算放大器U1B输出端通过所述二极管D2与所述PWM控制电路模块连接，所述运算放大器U1B同相输入端通过所述电阻R7与电源连接并通过所述电阻R4接地(即通过所述电阻R4和电阻R7分压)，所述运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R8与电源连接并通过所述热敏电阻NTC2接地(即通过所述热敏电阻NTC2和电阻R8分压)；所述热敏电阻NTC1与热敏电阻NTC2分别与所述直流电源输入模块的接线柱的正极和负极连接；运算放大器供电电路示意图见图3。

当热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2的温度小于等于阈值时，所述热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2的阻值大于等于一设定值，所述运算放大器U1A和运算放大器U1B的反相输入端电压大于等于同相输入端电压，所述运算放大器U1A和运算放大器U1B均截止，使所述PWM控制电路模块控制所述功率开关电路模块导通，逆变器正常工作；

当热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2的温度大于阈值时，所述热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2的阻值小于所述设定值，所述运算放大器U1A或运算放大器U1B的反相输入端电压小于同相输入端电压，所述运算放大器U1A或运算放大器U1B导通，使所述PWM控制电路模块控制所述功率开关电路模块关断，逆变器停止工作。

检测方法如下：

利用安装在接线柱上的热敏电阻检测接线柱温度，通过温度值来判断接线柱是否接触牢固，温度超过一定值后，接线柱接线不牢检测电路输出控制信号，送入PWM控制电路，PWM控制电路检测到控制信号后关闭前级功率开关电路，从而达到保护产品不损坏，也降低火灾风险。

电路原理：

输入为+12V和GND，负载输出为+12V和RGND；5V供电电路由图3所示的电路组成。

运算放大器U1A的3脚和运算放大器U1B的5脚为同相输入端(即运放基准脚)，3脚的基准电压为5V电压通过电阻R2、电阻R1分压生成，5脚的基准电压为5V电压通过电阻R7、电阻R4分压生成；

运算放大器U1A的2脚和运算放大器U1B的6脚为反相输入端(即温度检测脚)，2脚的电压为5V通过R3、热敏电阻NTC1分压生成，6脚的电压为5V通过R8、热敏电阻NTC2分压生成；热敏电阻NTC1与热敏电阻NTC2分别连接于直流电源输入模块的正极和负极接线柱；

当正极接线柱温度升高后，热敏电阻NTC1阻值变小，2脚电位变低；当3脚电位高于2脚电位时，1脚输出高电位(即控制信号)，通过二极管D1送到PWM控制电路模块中，通过PWM控制电路模块关断前级的功率开关电路模块，逆变器停止工作；

当负极接线柱温度升高后，热敏电阻NTC2阻值变小，6脚电位变低；当5脚电位高于6脚电位时，7脚输出高电位(即控制信号)，通过二极管D2送到PWM控制电路模块中，通过PWM控制电路模块关断前级的功率开关电路模块，逆变器停止工作。

如图4至图5所示，在一种可能的实现方式中，将热敏电阻设置于直流电源输入模块的接线柱100中，实现对接线柱100温度的感应。接线柱100包括塑胶螺母1、塑胶卡套2、垫片3、接线柱螺母4以及接线柱铜柱5，加工时，在接线柱铜柱5内加工一Φ3.5×15mm深度沉孔，将热敏电阻6嵌入所述沉孔，实现热敏电阻6与直流电源输入模块的接线柱100的连接。

在一具体实施例中，如图6所示，热敏电阻NTC1安装在正极的接线柱100上，热敏电阻NTC2安装在负极的接线柱100上。逆变器控制电路板200安装于逆变器壳体内。

当热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2的温度小于等于阈值时，所述热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2的阻值小于一设定值，所述运算放大器U1A和运算放大器U1B的反相输入端电压大于等于同相输入端电压，运算放大器U1A和运算放大器U1B均截止，使所述PWM控制电路模块控制所述功率开关电路模块导通，逆变器正常工作；

当热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2的温度大于阈值时，所述热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2的阻值大于所述设定值，运算放大器U1A或运算放大器U1B的反相输入端电压小于同相输入端电压，所述运算放大器U1A或运算放大器U1B导通，使所述PWM控制电路模块控制所述功率开关电路模块关断，逆变器停止工作。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种智能检测接线柱接线不牢逆变器，其特征在于：包括直流电源输入模块、输入EMC电路模块、功率开关电路模块、变压器、逆变桥电路模块、输出EMC电路模块、交流负载、输入取样电路模块、PWM控制电路模块、输出取样电路模块、逆变控制电路模块以及光电耦合器；

所述直流电源输入模块、输入EMC电路模块、功率开关电路模块、变压器、逆变桥电路模块、输出EMC电路模块以及交流负载依次连接，所述输入取样电路模块的输入端与所述直流电源输入模块连接，所述输入取样电路模块的输出端通过所述PWM控制电路模块与所述功率开关电路模块连接，所述输出EMC电路模块还通过所述输出取样电路与所述逆变控制电路模块输入端连接，所述逆变控制电路模块第一输出端与所述逆变桥电路模块连接，所述逆变控制电路模块第二输出端通过所述光电耦合器与所述PWM控制电路模块连接；

所述输入取样电路模块包括输入电压取样电路、输入电流取样电路以及接线柱接线不牢检测电路，通过所述输入电压取样电路对所述直流电源输入模块进行取样得到输入电压，用于检测输入电压是否在逆变器工作电压范围之内，通过所述输入电流取样电路对所述直流电源输入模块进行取样得到输入电流，用于判断逆变器负载是否过载，通过接线柱接线不牢检测电路检测接线柱温度是否正常，当输入电压、输入电流或接线柱温度异常时，所述输入取样电路模块向所述PWM控制电路模块输出控制信号，使所述PWM控制电路模块关断所述功率开关电路模块;

其中，所述接线柱接线不牢检测电路包括：运算放大器U1A、热敏电阻NTC1、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器U1B、二极管D2、热敏电阻NTC2、电阻R4、电阻R7以及电阻R8，所述运算放大器U1A输出端通过所述二极管D1与所述PWM控制电路连接，所述运算放大器U1A同相输入端通过所述电阻R2与电源连接并通过所述电阻R1接地，所述运算放大器U1A的反相输入端通过所述电阻R3与电源连接并通过所述热敏电阻NTC1接地；所述运算放大器U1B输出端通过所述二极管D2与所述PWM控制电路模块连接，所述运算放大器U1B同相输入端通过所述电阻R7与电源连接并通过所述电阻R4接地，所述运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R8与电源连接并通过所述热敏电阻NTC2接地；所述热敏电阻NTC1与热敏电阻NTC2分别与所述直流电源输入模块的接线柱的正极和负极连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能检测接线柱接线不牢逆变器，其特征在于：所述运算放大器U1A和运算放大器U1B采用型号为LM358的芯片。

3.根据权利要求1至2任一项所述的一种智能检测接线柱接线不牢逆变器，其特征在于：所述直流电源输入模块的接线柱内设有一沉孔，所述热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2嵌入所述沉孔，实现所述热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2与所述直流电源输入模块的接线柱连接。

4.一种智能检测接线柱接线不牢检测方法，其特征在于：需提供如权利要求1-3任一项所述的一种智能检测接线柱接线不牢逆变器，所述方法包括：

将热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2分别安装于直流电源输入模块的正极和负极接线柱设置的沉孔内，将输入取样电路模块分别与直流电源输入模块以及PWM控制电路模块连接；

当热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2的温度小于等于阈值时，所述热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2的阻值大于等于一设定值，输入取样电路模块使所述PWM控制电路模块控制所述功率开关电路模块导通，逆变器正常工作；

当热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2的温度大于阈值时，所述热敏电阻NTC1或热敏电阻NTC2的阻值小于所述设定值，输入取样电路模块使所述PWM控制电路模块控制所述功率开关电路模块关断，逆变器停止工作。