CN202004441U - 一种逐周期限流逆变控制器 - Google Patents
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Abstract
一种逐周期限流逆变控制器，它包括SPWM脉冲产生模块、逐脉冲逻辑控制模块、逆变桥驱动模块、逆变桥模块和过流检测模块，其中，所述SPWM脉冲产生模块的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的信号输入端，逐脉冲逻辑控制模块的信号输出端连接逆变桥驱动模块的控制信号输入端，逆变桥驱动模块的信号输出端连接逆变桥模块的信号输入端，逆变桥模块的输出端连接过流检测模块的信号输入端，过流检测模块的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端。本实用新型提高了逆变器的可用性，很好的解决了短路保护与带冲击性负载能力之间的矛盾。
Description
技术领域
本实用新型涉及交流逆变电源技术领域，具体涉及一种逐周期限流逆变控制器。
技术背景
目前，逆变器已经广泛的应用在各种商业和工业环境中。逆变器在实际使用环境中会遇到各种恶劣的负载情况，如交流输出短路，容性冲击性负载，感性冲击性负载，瞬间超负荷等。现有的逆变器大都具有交流输出短路保护，能够解决交流输出短路的问题，但在带容性冲击性负载、感性冲击性负载时会因为短路保护过于灵敏而导致异常保护，降低了机器的可用性。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种能承受一定时间的交流输出短路，同时也能够很好的保护逆变器不受损坏的逐周期限流逆变控制器。
为实现上述目的，本实用新型所设计的一种逐周期限流逆变控制器，其特征在于：它包括SPWM(Sinusoidal Pulse WidthModulation)脉冲产生模块、逐脉冲逻辑控制模块、逆变桥驱动模块、逆变桥模块和过流检测模块，其中，所述SPWM脉冲产生模块的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的信号输入端，逐脉冲逻辑控制模块的信号输出端连接逆变桥驱动模块的控制信号输入端，逆变桥驱动模块的信号输出端连接逆变桥模块的信号输入端，逆变桥模块的输出端连接过流检测模块的信号输入端，过流检测模块的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端。
所述过流检测模块包括电流传感器S、比较器单元和电流传感器S的电源U1，其中，电流传感器S的信号输入端连接逆变桥模块的输出端，电流传感器S的信号输出端连接比较器单元的信号输入端，比较器单元的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端。
所述比较器单元包括比较器U2A、比较器U2B、电阻R1～R5、电容C3～C6，其中，电流传感器S的第一脚连接电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout，电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin连接逐脉冲逻辑控制模块，电流传感器S的第二脚和第四脚接地，电流传感器S的第3脚通过电阻R1连接比较器U2A的反相输入端，比较器U2A的反相输入端通过电容C3接地，比较器U2A的同相输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout，比较器U2A的同相输入端通过电容C5接地，电流传感器S的第3脚通过电阻R2连接比较器U2B的同相输入端，比较器U2B的同相输入端通过电容C4接地，比较器U2B的反向输入端与地之间并联有电阻R4和电容C6，比较器U2B的反向输入端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接比较器U2A的同相输入端，比较器U2A的输出端和比较器U2B的输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端，比较器U2A的电源端连接电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin，比较器U2B的接地端接地。
上述技术方案还包括电容C1、电容C2、电容C7～C9，其中，电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout与地之间并联电容C1和电容C2，电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin与地之间并联电容C7、电容C8和电容C9，电流传感器S的电源U1的接地端GND接地。
所述逆变桥驱动模块包括开关管Q1～Q4，其中，开关管Q1的第一触点连接电源POWER，开关管Q3的第一触点连接电源POWER，开关管Q1的第二触点连接开关管Q2的第一触点，开关管Q3的第二触点连接开关管Q4的第一触点，开关管Q2的第二触点和开关管Q4的第二触点接地，开关管Q1～Q4的控制端均连接逐脉冲逻辑控制模块的信号输出端。
所述逆变桥模块包括电感Lac和电容Cac，其中，电感Lac的一端通过电流传感器S连接开关管Q1的第二触点，电感Lac的另一端为交流输出AC OUTPUT，开关管Q3的第二触点为交流输出ACOUTPUT，电感Lac的另一端与开关管Q3的第二触点之间连接电容Cac。
本实用新型的原理为：过流检测模块能以微秒级的速度检测逆变桥模块的交流输出电流，当检测到输出电流超出设定值时向逐脉冲逻辑控制模块送出一脉冲信号；逐脉冲逻辑控制模块立即封锁当前的输出脉冲，并能够在下一个脉冲开始时自动解除封锁，从而解决了短路保护与带冲击性负载之间的矛盾。使得逆变器可以接受一定时间的输出短路工况，并能保护逆变器不受损坏。
本实用新型通过在逆变桥模块和逐脉冲逻辑控制之间设置由电流传感器S和比较器单元组成的过流检测模块，使得逆变器解决了在容性冲击性负载、感性冲击性负载时会因为短路保护过于灵敏而导致异常保护的技术问题，提高了逆变器的可用性，很好的解决了短路保护与带冲击性负载能力之间的矛盾。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1所示的是一种逐周期限流逆变控制器，包括SPWM脉冲产生模块、逐脉冲逻辑控制模块、逆变桥驱动模块、逆变桥模块和过流检测模块，其中，SPWM脉冲产生模块的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的信号输入端，逐脉冲逻辑控制模块的信号输出端连接逆变桥驱动模块的控制信号输入端，逆变桥驱动模块的信号输出端连接逆变桥模块的信号输入端，逆变桥模块的输出端连接过流检测模块的信号输入端，过流检测模块的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端。上述过流检测模块包括电流传感器S、比较器单元和电流传感器S的电源U1，其中，电流传感器S的信号输入端连接逆变桥模块的输出端，电流传感器S的信号输出端连接比较器单元的信号输入端，比较器单元的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端。
如图2所示，上述技术方案中：所述比较器单元包括比较器U2A、比较器U2B、电阻R1～R5、电容C3～C6，其中，电流传感器S的第一脚连接电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout，电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin连接逐脉冲逻辑控制模块，电流传感器S的第二脚和第四脚接地，电流传感器S的第3脚通过电阻R1连接比较器U2A的反相输入端，比较器U2A的反相输入端通过电容C3接地，比较器U2A的同相输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout，比较器U2A的同相输入端通过电容C5接地，电流传感器S的第3脚通过电阻R2连接比较器U2B的同相输入端，比较器U2B的同相输入端通过电容C4接地，比较器U2B的反向输入端与地之间并联有电阻R4和电容C6，比较器U2B的反向输入端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接比较器U2A的同相输入端，比较器U2A的输出端和比较器U2B的输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端，比较器U2A的电源端连接电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin，比较器U2B的接地端接地。本实用新型还包括电容C1、电容C2、电容C7～C9，其中，电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout与地之间并联电容C1和电容C2，电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin与地之间并联电容C7、电容C8和电容C9，电流传感器S的电源U1的接地端GND接地。
上述技术方案中，逆变桥驱动模块包括开关管Q1～Q4，其中，开关管Q1的第一触点连接电源POWER，开关管Q3的第一触点连接电源POWER，开关管Q1的第二触点连接开关管Q2的第一触点，开关管Q3的第二触点连接开关管Q4的第一触点，开关管Q2的第二触点和开关管Q4的第二触点接地，开关管Q1～Q4的控制端均连接逐脉冲逻辑控制模块的信号输出端。上述逆变桥模块包括电感Lac和电容Cac，其中，电感Lac的一端通过电流传感器S连接开关管Q1的第二触点，电感Lac的另一端为交流输出AC OUTPUT，开关管Q3的第二触点为交流输出AC OUTPUT，电感Lac的另一端与开关管Q3的第二触点之间连接电容Cac。
本实用新型的工作过程为：当逆变桥模块交流输出出现短路现象时，电流传感器S输出一个与交流输出电流成正比的信号，当电流传感器S输出的信号超过该设定的门限后，比较器单元输出一个低电平信号送至逐脉冲逻辑控制模块，逐脉冲逻辑控制模块封锁输出信号，关闭开关管Q1～Q4。当下一个开关脉冲到来时，逐脉冲逻辑控制模块复位封锁信号，继续输出SPWM脉冲，这样就可以逐周期限制输出电流，从而使流过开关管Q1～Q4的电流限定在额定值之内，不会损坏开关管Q1～Q4。这种技术使得逆变器可以接受一定时间的输出短路工况，从根本上解决了短路保护与带冲击性负载之间的矛盾。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种逐周期限流逆变控制器，其特征在于：它包括SPWM脉冲产生模块、逐脉冲逻辑控制模块、逆变桥驱动模块、逆变桥模块和过流检测模块，其中，所述SPWM脉冲产生模块的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的信号输入端，逐脉冲逻辑控制模块的信号输出端连接逆变桥驱动模块的控制信号输入端，逆变桥驱动模块的信号输出端连接逆变桥模块的信号输入端，逆变桥模块的输出端连接过流检测模块的信号输入端，过流检测模块的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端。
2.根据权利要求1所述的逐周期限流逆变控制器，其特征在于：所述过流检测模块包括电流传感器S、比较器单元和电流传感器S的电源U1，其中，电流传感器S的信号输入端连接逆变桥模块的输出端，电流传感器S的信号输出端连接比较器单元的信号输入端，比较器单元的信号输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端。
3.根据权利要求2所述的逐周期限流逆变控制器，其特征在于：所述比较器单元包括比较器U2A、比较器U2B、电阻R1～R5、电容C3～C6，其中，电流传感器S的第一脚连接电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout，电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin连接逐脉冲逻辑控制模块，电流传感器S的第二脚和第四脚接地，电流传感器S的第3脚通过电阻R1连接比较器U2A的反相输入端，比较器U2A的反相输入端通过电容C3接地，比较器U2A的同相输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout，比较器U2A的同相输入端通过电容C5接地，电流传感器S的第3脚通过电阻R2连接比较器U2B的同相输入端，比较器U2B的同相输入端通过电容C4接地，比较器U2B的反向输入端与地之间并联有电阻R4和电容C6，比较器U2B的反向输入端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接比较器U2A的同相输入端，比较器U2A的输出端和比较器U2B的输出端连接逐脉冲逻辑控制模块的控制信号输入端，比较器U2A的电源端连接电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin，比较器U2B的接地端接地。
4.根据权利要求2所述的逐周期限流逆变控制器，其特征在于：它还包括电容C1、电容C2、电容C7～C9，其中，电流传感器S的电源U1的电压输出端Vout与地之间并联电容C1和电容C2，电流传感器S的电源U1的电压输入端Vin与地之间并联电容C7、电容C8和电容C9，电流传感器S的电源U1的接地端GND接地。
5.根据权利要求1所述的逐周期限流逆变控制器，其特征在于：所述逆变桥驱动模块包括开关管Q1～Q4，其中，开关管Q1的第一触点连接电源POWER，开关管Q3的第一触点连接电源POWER，开关管Q1的第二触点连接开关管Q2的第一触点，开关管Q3的第二触点连接开关管Q4的第一触点，开关管Q2的第二触点和开关管Q4的第二触点接地，开关管Q1～Q4的控制端均连接逐脉冲逻辑控制模块的信号输出端。
6.根据权利要求1所述的逐周期限流逆变控制器，其特征在于：所述逆变桥模块包括电感Lac和电容Cac，其中，电感Lac的一端通过电流传感器S连接开关管Q1的第二触点，电感Lac的另一端为交流输出AC OUTPUT，开关管Q3的第二触点为交流输出ACOUTPUT，电感Lac的另一端与开关管Q3的第二触点之间连接电容Cac。
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|---|---|---|---|---|
| CN108539711A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-09-14 | 北京动力源科技股份有限公司 | 一种逐波限流保护方法、装置以及电机控制器 |
| CN110034544A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-19 | 深圳市商宇电子科技有限公司 | 一种igbt驱动和逐波限流电路控制方法 |
| CN112859658A (zh) * | 2019-11-27 | 2021-05-28 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种干节点输出控制装置 |
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