CN204243732U - 一种逆变器综合保护电路 - Google Patents

Abstract

一种逆变器综合保护电路，在故障信号采集电路与控制芯片U4之间增设硬件保护电路，多个故障信号组成线与电路或线或电路，发生故障时，会产生两个故障报警信号，缓冲芯片接收到第一比较器发出的故障报警信号DISABLE时立即从硬件上封锁PWM信号，使其不会传输到后面的信号电路，控制芯片接收到第二比较器发出的故障报警信号TZ时会立即从软件上封锁控制芯片的PWM信号输出，可以实现多个故障信号的综合处理，还能实现在硬件上和软件上同时对PWM信号进行封锁，既能减少占用控制芯片的引脚数量，还能实现故障的双重保护，提高了逆变器的可靠性，减少了逆变器的损坏机率。

Description

一种逆变器综合保护电路

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，涉及到一种逆变器综合保护电路。

背景技术

逆变器通常都采用数字控制，由控制芯片发出PWM信号后控制功率半导体的开通和关断，从而进行逆变输出。逆变器在工作过程中产生一些故障信号时，比如过流故障、短路故障、过压故障等，需要逆变器立即停止工作，目前常见的保护方式是把故障信号都报给控制芯片，由控制芯片通过软件停止输出PWM信号，这种方式有明显的缺点，一是故障信号都报给控制芯片会占用过多的控制芯片引脚；二是当逆变器受到较强干扰时，控制芯片里的软件本身也会工作异常而不能可靠停止PWM信号的输出，从而导致逆变器受到损坏。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的缺陷，设计了一种逆变器综合保护电路，可以实现多个故障信号的综合处理，还能实现在硬件上和软件上同时对PWM信号进行封锁，既能减少占用控制芯片的引脚数量，还能实现故障的双重保护，提高了逆变器的可靠性。

本实用新型所采取的具体技术方案是：一种逆变器综合保护电路，包括故障信号采集电路、控制芯片，故障信号采集电路的输出端与控制芯片的输入端连接，关键是：在故障信号采集电路与控制芯片之间增设硬件保护电路，硬件保护电路包括第一比较器、第二比较器、缓冲芯片、第二电阻、第五电阻，第二电阻和第五电阻串联后连接在第一直流电源和地之间，第一比较器的正输入端和第二比较器的负输入端同时与第二电阻和第五电阻的中点或者故障信号采集电路的输出端中的一个连接，第一比较器的负输入端和第二比较器的正输入端同时与第二电阻和第五电阻的中点或者故障信号采集电路的输出端中的另一个连接，第二比较器的输出端通过第六电阻后与第一直流电源连接，同时依次通过第七电阻和第二电容后与地连接，第七电阻和第二电容的中点与控制芯片的输入端连接，第一比较器的输出端通过第三电阻后与第二直流电源连接，同时依次通过第四电阻和第一电容后与地连接，第四电阻和第一电容的中点与缓冲芯片的使能端连接，缓冲芯片有八个并列的PWM驱动信号输入端和八个并列的PWM驱动信号输出端，缓冲芯片的第一电源端与第一直流电源连接，缓冲芯片的第二电源端与第二直流电源连接，缓冲芯片的数据方向控制端与第一直流电源连接。

所述的故障信号采集电路包括多个并列的故障信号采集端，每个故障信号采集端都与一个二极管的负极连接，所有二极管的正极并联形成故障信号采集电路的输出端，故障信号采集电路的输出端通过第一电阻与第一直流源连接，第一比较器的正输入端和第二比较器的负输入端同时与第二电阻和第五电阻的中点连接，第一比较器的负输入端和第二比较器的正输入端同时与故障信号采集电路的输出端连接。

所述的故障信号采集电路包括多个并列的故障信号采集端，每个故障信号采集端都与一个二极管的正极连接，所有二极管的负极并联形成故障信号采集电路的输出端，故障信号采集电路的输出端通过第一电阻与地连接，第一比较器的正输入端和第二比较器的负输入端同时与故障信号采集电路的输出端连接，第一比较器的负输入端和第二比较器的正输入端同时与第二电阻和第五电阻的中点连接。

所述的第一比较器的型号为LM239。

所述的第二比较器的型号为LM239。

所述的缓冲芯片的型号为74LVX3245。

所述的控制芯片的型号为TMS320F2808。

本实用新型的有益效果是：在故障信号采集电路与控制芯片U4之间增设硬件保护电路，多个故障信号组成线与电路或线或电路，发生故障时，会产生两个故障报警信号，对应第一比较器的故障报警信号为DISABLE，对应第二比较器的故障报警信号为TZ，缓冲芯片接收到第一比较器发出的故障报警信号DISABLE时立即从硬件上封锁PWM信号，使其不会传输到后面的信号电路，控制芯片接收到第二比较器发出的故障报警信号TZ时会立即从软件上封锁控制芯片的PWM信号输出，可以实现多个故障信号的综合处理，还能实现在硬件上和软件上同时对PWM信号进行封锁，既能减少占用控制芯片的引脚数量，还能实现故障的双重保护，提高了逆变器的可靠性，减少了逆变器的损坏机率。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型第二实施例的结构示意图。

附图中，VCC1代表第一直流电源，VCC2代表第二直流电源，VCCA代表第一电源端，VCCB代表第二电源端，GND代表地，U1代表缓冲芯片，U2代表第一比较器，U3代表第二比较器，U4代表控制芯片，R1代表第一电阻，R2代表第二电阻，R3代表第三电阻，R4代表第四电阻，R5代表第五电阻，R6代表第六电阻，R7代表第七电阻，C1代表第一电容，C2代表第二电容，D1、D2、…、DN代表二极管，代表使能端，代表数据方向控制端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

实施例1、如图1所示，一种逆变器综合保护电路，包括故障信号采集电路、控制芯片U4，故障信号采集电路的输出端与控制芯片U4的输入端连接，在故障信号采集电路与控制芯片U4之间增设硬件保护电路，硬件保护电路包括第一比较器U2、第二比较器U3、缓冲芯片U1、第二电阻R2、第五电阻R5，第一比较器U2和第二比较器U3的型号都为LM239，缓冲芯片U1的型号为74LVX3245，控制芯片U4的型号为TMS320F2808，第二电阻R2和第五电阻R5串联后连接在第一直流电源VCC1和地GND之间。故障信号采集电路包括多个并列的故障信号采集端，每个故障信号采集端都与一个二极管的负极连接，所有二极管的正极并联形成故障信号采集电路的输出端，故障信号采集电路的输出端通过第一电阻R1与第一直流源VCC1连接，第一比较器U2的正输入端和第二比较器U3的负输入端同时与第二电阻R2和第五电阻R5的中点连接，第一比较器U2的负输入端和第二比较器U3的正输入端同时与故障信号采集电路的输出端连接。第二比较器U3的输出端通过第六电阻R6后与第一直流电源VCC1连接，同时依次通过第七电阻R7和第二电容C2后与地GND连接，第七电阻R7和第二电容C2的中点与控制芯片U4的输入端连接，第一比较器U2的输出端通过第三电阻R3后与第二直流电源VCC2连接，同时依次通过第四电阻R4和第一电容C1后与地GND连接，第四电阻R4和第一电容C1的中点与缓冲芯片U1的使能端连接，缓冲芯片U1有八个并列的PWM驱动信号输入端A0～A7和八个并列的PWM驱动信号输出端B0～B7，缓冲芯片U1的第一电源端VCCA与第一直流电源VCC1连接，缓冲芯片U1的第二电源端VCCB与第二直流电源VCC2连接，缓冲芯片U1的数据方向控制端与第一直流电源VCC1连接。

本实施例的工作原理是：故障信号1、故障信号2、…、故障信号N的采集端均为低电平有效，它们分别通过二极管D1、D2、…、DN的正极连接在一起并通过第一电阻R1上拉到+3.3V的第一直流电源VCC1从而组成线与电路，该线与电路的输出同时连接到第一比较器U2的负输入端和第二比较器U3的正输入端，而第一比较器U2的正输入端和第二比较器U3的负输入端同时连接到一个比较电压，该比较电压由第二电阻R2和第五电阻R5串联连接在+3.3V的第一直流电源VCC1和信号地GND之间的分压得到。两个比较器的输出分别经过上拉和低通滤波之后则产生了两个故障报警信号，即对应第一比较器U2的故障报警信号为DISABLE，对应第二比较器U3的故障报警信号为TZ，其中DSIABLE为高电平有效，TZ为低电平有效。故障报警信号DISABLE连接到PWM信号缓冲芯片U1的使能端该使能端为低电平时，缓冲芯片U1的输出信号等于输入信号，而该使能端为高电平时，缓冲芯片U1的输出信号为高阻态，即当使能端为高电平时，缓冲芯片U1立即从硬件上封锁PWM信号，使其不会传输到后面的信号电路。故障报警信号TZ连接到控制芯片U4，该控制芯片U4在接收到低电平时，即认为故障发生，其会立即从软件上封锁控制芯片U4的PWM信号输出。当故障信号中有一个或多个发生时，均会在缓冲芯片U1和控制芯片U4两个地方产生PWM信号封锁，使得PWM信号不再向后级电路传送，逆变器停止输出，所以实现了双重保护，提高了故障保护的可靠性。

实施例2、如图2所示，与实施例1不同的是，故障信号采集电路包括多个并列的故障信号采集端，每个故障信号采集端都与一个二极管的正极连接，所有二极管的负极并联形成故障信号采集电路的输出端，故障信号采集电路的输出端通过第一电阻R1与地GND连接，第一比较器U2的正输入端和第二比较器U3的负输入端同时与故障信号采集电路的输出端连接，第一比较器U2的负输入端和第二比较器U3的正输入端同时与第二电阻R2和第五电阻R5的中点连接。

本实施例的工作原理是：故障信号1、故障信号2、…、故障信号N的采集端均为高电平有效，它们分别通过二极管D1、D2、…、DN的负极连接在一起并通过第一电阻R1与地GND连接从而组成线或电路，该线或电路的输出同时连接到第一比较器U2的正输入端和第二比较器U3的负输入端，而第一比较器U2的负输入端和第二比较器U3的正输入端同时连接到一个比较电压，该比较电压由第二电阻R2和第五电阻R5串联连接在+3.3V的第一直流电源VCC1和信号地GND之间的分压得到。两个比较器的输出分别经过上拉和低通滤波之后则产生了两个故障报警信号，即对应第一比较器U2的故障报警信号为DISABLE，对应第二比较器U3的故障报警信号为TZ，其中DSIABLE为高电平有效，TZ为低电平有效。故障报警信号DISABLE连接到PWM信号缓冲芯片U1的使能端该使能端为低电平时，缓冲芯片U1的输出信号等于输入信号，而该使能端为高电平时，缓冲芯片U1的输出信号为高阻态，即当使能端为高电平时，缓冲芯片U1立即从硬件上封锁PWM信号，使其不会传输到后面的信号电路。故障报警信号TZ连接到控制芯片U4，该控制芯片U4在接收到低电平时，即认为故障发生，其会立即从软件上封锁控制芯片U4的PWM信号输出。当故障信号中有一个或多个发生时，均会在缓冲芯片U1和控制芯片U4两个地方产生PWM信号封锁，使得PWM信号不再向后级电路传送，逆变器停止输出，所以实现了双重保护，提高了故障保护的可靠性。

Claims (7)

1.一种逆变器综合保护电路，包括故障信号采集电路、控制芯片(U4)，故障信号采集电路的输出端与控制芯片(U4)的输入端连接，其特征在于：在故障信号采集电路与控制芯片(U4)之间增设硬件保护电路，硬件保护电路包括第一比较器(U2)、第二比较器(U3)、缓冲芯片(U1)、第二电阻(R2)、第五电阻(R5)，第二电阻(R2)和第五电阻(R5)串联后连接在第一直流电源(VCC1)和地(GND)之间，第一比较器(U2)的正输入端和第二比较器(U3)的负输入端同时与第二电阻(R2)和第五电阻(R5)的中点或者故障信号采集电路的输出端中的一个连接，第一比较器(U2)的负输入端和第二比较器(U3)的正输入端同时与第二电阻(R2)和第五电阻(R5)的中点或者故障信号采集电路的输出端中的另一个连接，第二比较器(U3)的输出端通过第六电阻(R6)后与第一直流电源(VCC1)连接，同时依次通过第七电阻(R7)和第二电容(C2)后与地(GND)连接，第七电阻(R7)和第二电容(C2)的中点与控制芯片(U4)的输入端连接，第一比较器(U2)的输出端通过第三电阻(R3)后与第二直流电源(VCC2)连接，同时依次通过第四电阻(R4)和第一电容(C1)后与地(GND)连接，第四电阻(R4)和第一电容(C1)的中点与缓冲芯片(U1)的使能端连接，缓冲芯片(U1)有八个并列的PWM驱动信号输入端(A0～A7)和八个并列的PWM驱动信号输出端(B0～B7)，缓冲芯片(U1)的第一电源端(VCCA)与第一直流电源(VCC1)连接，缓冲芯片(U1)的第二电源端(VCCB)与第二直流电源(VCC2)连接，缓冲芯片(U1)的数据方向控制端与第一直流电源(VCC1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种逆变器综合保护电路，其特征在于：所述的故障信号采集电路包括多个并列的故障信号采集端，每个故障信号采集端都与一个二极管的负极连接，所有二极管的正极并联形成故障信号采集电路的输出端，故障信号采集电路的输出端通过第一电阻(R1)与第一直流源(VCC1)连接，第一比较器(U2)的正输入端和第二比较器(U3)的负输入端同时与第二电阻(R2)和第五电阻(R5)的中点连接，第一比较器(U2)的负输入端和第二比较器(U3)的正输入端同时与故障信号采集电路的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的一种逆变器综合保护电路，其特征在于：所述的故障信号采集电路包括多个并列的故障信号采集端，每个故障信号采集端都与一个二极管的正极连接，所有二极管的负极并联形成故障信号采集电路的输出端，故障信号采集电路的输出端通过第一电阻(R1)与地(GND)连接，第一比较器(U2)的正输入端和第二比较器(U3)的负输入端同时与故障信号采集电路的输出端连接，第一比较器(U2)的负输入端和第二比较器(U3)的正输入端同时与第二电阻(R2)和第五电阻(R5)的中点连接。

4.根据权利要求1所述的一种逆变器综合保护电路，其特征在于：所述的第一比较器(U2)的型号为LM239。

5.根据权利要求1所述的一种逆变器综合保护电路，其特征在于：所述的第二比较器(U3)的型号为LM239。

6.根据权利要求1所述的一种逆变器综合保护电路，其特征在于：所述的缓冲芯片(U1)的型号为74LVX3245。

7.根据权利要求1所述的一种逆变器综合保护电路，其特征在于：所述的控制芯片(U4)的型号为TMS320F2808。