CN205195248U

CN205195248U - 一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器

Info

Publication number: CN205195248U
Application number: CN201521039948.4U
Authority: CN
Inventors: 陈波
Original assignee: SHANGHAI FENGTIAN ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI FENGTIAN ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2015-12-12
Filing date: 2015-12-12
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2025-12-12

Abstract

本实用新型提供了一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器，它包括过载电流采样电路、过载信号放大电路、跟随器电路、过载信号处理电路和输出控制主电路，所述的过载电流采样电路由采样电阻R1、电容C2组成；所述的过载信号放大电路由电阻R3、R4、R7、R8、电容C1、C3和运放U1A组成；所述跟随器电路由电阻R5、电容C4和运放U1B组成；所述过载信号处理电路由电阻R6、电容C5和单片机MCU组成；所述的输出控制主电路由MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成。

Description

一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器

技术领域

本实用新型涉及一种车载逆变器，特别是指一种主要在车载及对过载保护要求较高的场合上使用的DC/AC逆变器，即一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器。

背景技术

逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。在国外因汽车的普及率较高外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。通过点烟器输出的车载逆变是20W、40W、80W、120W到150W功率规格。再大一些功率逆变电源要通过连接线接到电瓶上。把家用电器连接到电源转换器的输出端，就能在汽车内使用各种电器。可使用的电器有：手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。

传统车载逆变电源虽然具备过载保护功能，但只是进行简单的过载保护，即用户在逆变电源使用过程中，如果负载功率大于设定的值，逆变器即可关断输出，从而实现过载保护的功能，属于简单的保护方式，此种方式的缺点是如果过载点设低了，当产品带容性负载时，容易发生过载保护，极易产生误动作，关断电源输出，产品对于一些特定负载较敏感，从而影响用户的使用；如果过载点设高了，当负载功率确实很大，导致产品发热严重，严重影响产品的使用寿命，对于电子元器件的要求很高，不利于提高产品的可靠性。

鉴于以上问题，现有技术中急需要一种即可以有效地防止因对于容性负载较敏感而进入保护模式的现象，同时又能防止产品长时间工作于大负载情况所导致的发热严重，而且控制方式易于实现，电路简单、成本低的分时分段阶梯式过载保护的逆变器。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种即可以有效地防止因对于容性负载较敏感而进入保护模式的现象，同时又能防止产品长时间工作于大负载情况所导致的发热严重，而且控制方式易于实现，电路简单、成本低的分时分段阶梯式过载保护的逆变器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器，它包括过载电流采样电路、过载信号放大电路、跟随器电路、过载信号处理电路和输出控制主电路，所述的过载电流采样电路由采样电阻R1、电容C2组成；所述的过载信号放大电路由电阻R3、R4、R7、R8、电容C1、C3和运放U1A组成；所述跟随器电路由电阻R5、电容C4和运放U1B组成；所述过载信号处理电路由电阻R6、电容C5和单片机MCU组成；所述的输出控制主电路由MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成；上述各元件的连接关系为：高压直流电压输入源的一个端子经MOS管Q1接入单片机MCU再由MOS管Q2转换成交流电源的L输出端；高压直流电压输入源的另一个端子经MOS管Q3接入单片机MCU再由MOS管Q4转换成交流电源的N输出端；交流电源的L输出端和N输出端之间连接有输出端负载Ro；输出端负载Ro两端的输出电压为220V；输出电压经过负载Ro后连接到采样电阻R1，电阻R1的另一端接地；输出电压同时经过电容C2接地，电阻R1与电容C2之间的节点通过电阻R3与运放U1A的第三脚相连，运放U1A的第一脚通过电阻R5与运放U1B的第五脚相连，运放U1A的第一脚同时通过并联的电阻R8和电容C3后与运放U1A的第二脚相连，所述的运放U1A的第二脚通过电阻R7接地；所述的运放U1A的第三脚通过电阻R4接地；所述的运放U1A的第四脚接地，所述的运放U1A的第八脚连接有+15V电源，所述的运放U1A的第八脚同时通过电容C1接地；所述的运放U1B的第五脚还通过电容C4接地，所述的运放U1B的第六脚和第七脚相连，所述的运放U1B的第七脚通过电阻R6与单片机MCU相连；所述的单片机MCU与电阻R6相连的引脚还通过电容C5接地。

作为优选，所述的单片机MCU型号为：PIC16F716。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：在电源启动时且带容性负载的情况下，可以正常工作而不会误动作地进入保护状态，同时防止产品长时间工作于大负载的情况下导致发热严重从而影响产品使用寿命。即，在额定负载功率为150瓦情况下持续正常工作；在负载功率大于200瓦而小于250瓦情况下可工作10秒钟；在负载功率大于250瓦而小于300瓦情况下可工作5秒钟；在负载功率大于300瓦的情况下可工作2秒钟；从而达到分时分段阶梯式保护的目的。

综上所述，本实用新型提供了一种即可以有效地防止因对于容性负载较敏感而进入保护模式的现象，同时又能防止产品长时间工作于大负载情况所导致的发热严重，而且控制方式易于实现，电路简单、成本低的分时分段阶梯式过载保护的逆变器。

附图说明

图1是本实用新型中分时分段阶梯式过载保护的逆变器的电路结构示意图。

图2是本实用新型分时分段阶梯式过载保护的逆变器的MCU芯片结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图1和附图2，一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器，它包括过载电流采样电路、过载信号放大电路、跟随器电路、过载信号处理电路和输出控制主电路，所述的过载电流采样电路由采样电阻R1、电容C2组成；所述的过载信号放大电路由电阻R3、R4、R7、R8、电容C1、C3和运放U1A组成；所述跟随器电路由电阻R5、电容C4和运放U1B组成；所述过载信号处理电路由电阻R6、电容C5和单片机MCU组成；所述的输出控制主电路由MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成；上述各元件的连接关系为：高压直流电压输入源的一个端子经MOS管Q1接入单片机MCU再由MOS管Q2转换成交流电源的L输出端；高压直流电压输入源的另一个端子经MOS管Q3接入单片机MCU再由MOS管Q4转换成交流电源的N输出端；交流电源的L输出端和N输出端之间连接有输出端负载Ro；输出端负载Ro两端的输出电压为220V；输出电压经过负载Ro后连接到采样电阻R1，电阻R1的另一端接地；输出电压同时经过电容C2接地，电阻R1与电容C2之间的节点通过电阻R3与运放U1A的第三脚相连，运放U1A的第一脚通过电阻R5与运放U1B的第五脚相连，运放U1A的第一脚同时通过并联的电阻R8和电容C3后与运放U1A的第二脚相连，所述的运放U1A的第二脚通过电阻R7接地；所述的运放U1A的第三脚通过电阻R4接地；所述的运放U1A的第四脚接地，所述的运放U1A的第八脚连接有+15V电源，所述的运放U1A的第八脚同时通过电容C1接地；所述的运放U1B的第五脚还通过电容C4接地，所述的运放U1B的第六脚和第七脚相连，所述的运放U1B的第七脚通过电阻R6与单片机MCU相连；所述的单片机MCU与电阻R6相连的引脚还通过电容C5接地。所述的高压直流电压输入源的一个端子经MOS管Q1接入单片机MCU再由MOS管Q2转换成交流电源的L输出端；所述的高压直流电压输入源的另一个端子经MOS管Q3接入单片机MCU再由MOS管Q4转换成交流电源的N输出端；如图所述的R1为采样电阻，Ro为输出端负载；输出电压220V经过负载Ro到采样电阻R1，R1另一端接地。电流采样信号经过放大跟随，送到单片机MCU输入AD采样端口，单片机对采样来的信号进行处理分析，判断负载功率大小和带载持续时间，最后通过分时分段策略对主回路MOS管进行控制，从而达到阶梯式过载保护的目的。

作为优选，所述的单片机MCU型号为：PIC16F716。

本实用新型在具体实施时，进一步结合附图2对所述的PIC16F716型芯片中三个引脚做下说明，即：Pin9：RB3/CCP1/P1APWM输出通道1，控制主回路MOS管；Pin11：RB5/P1BPWM输出通道2，控制主回路MOS管；Pin1：RA2/AN2模拟信号输入端口，过载信号采样端口。另外附图中的电阻，电容等元器件的具体数值和型号，业内技术人员可以根据产品的功率、主要芯片的说明书和常识进行设定和调试。

本实用新型一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器应用在车载DC/AC逆变电源，是在对现有的逆变电源的基础上做出的有益改进，具有非常重要的实践意义。其在用户使用的过程中一旦负载过大，逆变电源进行分时分段阶梯式控制输出，从而保证产品在负载不同的情况下能正常工作。在额定负载功率为150瓦情况下持续正常工作；在负载功率大于200瓦而小于250瓦情况下可工作10秒钟；在负载功率大于250瓦而小于300瓦情况下可工作5秒钟；在负载功率大于300瓦的情况下可工作2秒钟；从而达到分时分段阶梯式保护的目的。既对于容性负载不过于敏感地进行保护，同时能延长产品的使用寿命。

当然，对于各个领域的逆变电源，如果需求分时分段阶梯式过载保护，都可以使用本新型一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器，只要其结构相似，功能相同，都在本专利的保护范围内，在此不再赘述。

本实用新型公开了一种可以有效地防止对于容性负载较敏感地进入误动作保护模式的同时还能防止产品长时间工作于大负载的情况下导致发热严重，从而影响产品使用寿命，而且控制方式易于实现，电路简单成本低的分时分段阶梯式过载保护的逆变器，极具有市场竞争能力和创新性。

上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本实用新型。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不背离本实用新型的精神或范围。因此，本实用新型并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims

1.一种分时分段阶梯式过载保护的逆变器，其特征在于：它包括过载电流采样电路、过载信号放大电路、跟随器电路、过载信号处理电路和输出控制主电路，所述的过载电流采样电路由采样电阻R1、电容C2组成；所述的过载信号放大电路由电阻R3、R4、R7、R8、电容C1、C3和运放U1A组成；所述跟随器电路由电阻R5、电容C4和运放U1B组成；所述过载信号处理电路由电阻R6、电容C5和单片机MCU组成；所述的输出控制主电路由MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成；上述各元件的连接关系为：高压直流电压输入源的一个端子经MOS管Q1接入单片机MCU再由MOS管Q2转换成交流电源的L输出端；高压直流电压输入源的另一个端子经MOS管Q3接入单片机MCU再由MOS管Q4转换成交流电源的N输出端；交流电源的L输出端和N输出端之间连接有输出端负载Ro；输出端负载Ro两端的输出电压为220V；输出电压经过负载Ro后连接到采样电阻R1，电阻R1的另一端接地；输出电压同时经过电容C2接地，电阻R1与电容C2之间的节点通过电阻R3与运放U1A的第三脚相连，运放U1A的第一脚通过电阻R5与运放U1B的第五脚相连，运放U1A的第一脚同时通过并联的电阻R8和电容C3后与运放U1A的第二脚相连，所述的运放U1A的第二脚通过电阻R7接地；所述的运放U1A的第三脚通过电阻R4接地；所述的运放U1A的第四脚接地，所述的运放U1A的第八脚连接有+15V电源，所述的运放U1A的第八脚同时通过电容C1接地；所述的运放U1B的第五脚还通过电容C4接地，所述的运放U1B的第六脚和第七脚相连，所述的运放U1B的第七脚通过电阻R6与单片机MCU相连；所述的单片机MCU与电阻R6相连的引脚还通过电容C5接地。

2.根据权利要求1所述的分时分段阶梯式过载保护的逆变器，其特征在于：所述的单片机MCU型号为：PIC16F716。