CN205725473U - 变频器电路 - Google Patents

Abstract

一种变频器电路，包括整流电路，上电充电电路，电源开关模块，变压器，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块。整流电路的输入端与电源R相，电源S相和电源T相连接，整流电路的输出端与上电充电电路的输入端连接，上电充电电路的输出端与电源开关模块的输入端和逆变器IGBT模块连接，电源开关模块的输出端与变压器连接，变压器的输出端与CPU控制电路的输入端连接；CPU控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与逆变器IGBT模块的输入端连接，上电充电电路与电源开关模块之间连接有0Ω的电阻R8，在调试时可将0Ω电阻断开，用于后续检测电源开关模块，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块是否正常工作。

Description

变频器电路

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，特别涉及一种变频器，具体涉及一种变频器电路。

背景技术

在现有变频器的说明书中，一般会注明在断电后，直流母线上会有高压，应该等待指定的时间后，方可触摸，或者人为对电容放电，按电容放电标准安全作业，放完电后方可继续作业。不同的变频器在断电后等待的时间有所不同，而变频器没有明显的指示显示母线电压已经消失，此时如果没有仔细查看说明书就进行开盖维修，很容易造成人身伤害；在变频器电源板研发过程中，断电后，研发人员在测试调试时，只能凭经验等待一定的时间后才能触摸，存在很大的安全隐患。

另外，在中小功率变频器中，当需要较大的充电电流充电时，就需要选用耐大电流的继电器。继电器的耐电流大，其线圈也会随之加粗，继电器的体积增大，造成变频器的体积增大，影响中小功率变频器的小型化，同时也会增加产品的成本。

在变频器电机构成的控制系统中任何一个功能单元、任何一个元器件发生故障都是可能的，但变频器部分发生故障的几率要远远高于电机。而在变频器中，逆变桥IGBT的开路和短路故障又占了相当大的比重。IGBT开路故障时有发生，一方面是由于过流烧毁，导致开路，另一方面是由于接线不良、驱动断线等原因导致的驱动信号开路。相对于短路故障而言，开路故障发生后往往电机还能够继续运行，所以不易被发现，但其危害较大，因为在此情况下其余IGBT将流过更大的电流，易发生过流故障；且电机电流中存在直流电流分量，会引起转矩减小、发热、绝缘损坏等问题，如不及时处理开路故障，就会引起更大的故障。在生产和产品研发中，给变频器直接直接上电后，如果驱动电路或者开关电源模块出现问题，很容易出现炸机情况，造成人员和财产的损失。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单，性能安全稳定的变频器电路。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种变频器电路，包括整流电路，上电充电电路，电源开关模块，变压器，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块；所述整流电路的输入端与电源R相，电源S相和电源T相连接，整流电路的输出端与上电充电电路的输入端连接，上电充电电路的输出端与电源开关模块的输入端和逆变器IGBT模块连接，电源开关模块的输出端与变压器连接，输出控制信号Vout至变压器控制变压器工作，变压器的输出端与CPU控制电路的输入端连接为CPU控制电路供电；CPU控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，向驱动电路发出控制信号，驱动电路的输出端与逆变器IGBT模块的输入端连接，向逆变器IGBT模块发出驱动波形，逆变器IGBT模块的输入端同时与储能电路4的输出端连接；所述整流电路输出两路直流电，分别连接至直流母线P极和直流母线N极；所述上电充电电路与电源开关模块之间连接有0Ω的电阻R8，在调试时可将0Ω电阻断开，用于后续检测电源开关模块，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块是否正常工作。

进一步，所述电源开关模块包括电源控制芯片，降压电路1，启动电阻R4和稳压电路3；所述降压电路1的输入端与直流母线P极连接用于降压，启动电阻R4的一端与降压电路1的输出端连接，稳压电路3的输入端与启动电阻R4的另一端和直流母线N极连接，启动电阻R4的一端同时与0Ω的电阻R8的一端连接，稳压电路3的输出端与电源控制芯片的输入端连接，电源控制芯片的输出端与变压器连接，向变压器输出控制信号Vout控制变压器工作。

进一步，所述降压电路1包括电阻R1，电阻R2和电阻R3，电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串联连接，电阻R1的一端与直流母线P极连接，电阻R3的一端与启动电阻R4的一端连接。

进一步，所述稳压电路3包括稳压管ZD1和电容C1，稳压管ZD1和电容C1并联连接后与稳压管ZD1的正极与直流母线N极连接，稳压管ZD1的负极与启动电阻R4的另一端连接，稳压管ZD1的两端同时并联连接在电源控制芯片的输入端，电容C1并联连接在稳压管ZD1和电源控制芯片的输入端之间。

进一步，所述电源控制芯片为UC3844芯片。

进一步，还包括储能电路4，储能电路4与整流电路的输出端连接，所述储能电路4包括充电电容E1，充电电容E1的正极与降压电路1的输出端连接，充电电容E1的负极与稳压电路3的输入端连接。

进一步，所述储能电路4还包括电容C2，电容C2并联连接于充电电容E1的两端。

进一步，所述整流电路为全波整流电路；整流电路包括二极管VD1，二极管VD2，二极管VD3，二极管VD4，二极管VD5和二极管VD6；二极管VD3与二极管VD6、二极管VD2与二极管VD5和二极管VD1与二极管VD4分别串联连接，二极管VD1的正极与二极管VD4负极连接，二极管VD2的正极与二极管VD5的负极连接，二极管VD3的正极与二极管VD6的负极连接，二极管VD1与二极管VD4、二极管VD2与二极管VD5和二极管VD3与二极管VD6的中间节点分别连接至电源R相、电源S相和电源T相，二极管VD1、二极管VD2和二极管VD3的负极连接至直流母线P极，二极管VD4、二极管VD5和二极管VD6的正极连接至直流母线N极。

进一步，所述上电充电电路包括限流电阻R5、限流电阻R6和继电器RY1，继电器RY1的两端连接至直流母线P极和电源开关模块的输入端之间，继电器RY1的常开触点K1的两端连接至直流母线P极和电源开关模块的输入端之间，驱动线圈的一端连接至+24V电源，另一端与电源开关模块的输入端连接。

本实用新型变频器电路在上电充电电路与电源开关模块之间连接用于调试的0Ω的电阻R8，将电源高压直流与电源开关模块隔开，在调试时，将0Ω电阻断开，用于后续检测电源开关模块，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块是否正常工作，操作方便，防止外围电路出现故障引起炸机，提高变频器的安全性能。

附图说明

图1是本实用新型变频器电路的电路图；

图2是本实用新型变频器电路的主电路图；

图3是本实用新型变频器电路的电源开关模块的一种实施例的电路图。

具体实施方式

以下结合附图1至3给出的实施例，进一步说明本实用新型的变频器电路的具体实施方式。本实用新型的变频器电路不限于以下实施例的描述。

如图1所示，本实用新型变频器电路，包括整流电路，上电充电电路，储能电路4，电源开关模块，变压器，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块。具体地，所述整流电路的输入端与电源R相，电源S相和电源T相连接，整流电路的输出端与储能电路4连接，整流电路的输出端同时与上电充电电路的连接，上电充电电路的输出端与电源开关模块的输入端和逆变器IGBT模块连接，电源开关模块的输出端与变压器连接，输出控制信号Vout至变压器控制变压器工作，变压器的输出端与CPU控制电路的输入端连接为CPU控制电路供电，CPU控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，向驱动电路发出驱动控制信号，驱动电路的输出端与逆变器IGBT模块的输入端连接，向逆变器IGBT模块发出驱动波形，逆变器IGBT模块的输入端同时与储能电路4的输出端连接。

具体地，整流电路，上电充电电路，储能电路4为变频器的主电路，电源开关模块，变压器，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块为变频器的外围电路。整流电路输出两路直流电，分别连接至直流母线P极和直流母线N极。

如图1所示，本实用新型变频器电路在上电充电电路与电源开关模块之间连接有用于调试的0Ω电阻R8，将电源高压直流与电源开关模块隔开，在调试时，将0Ω电阻R8断开，用于检测电源开关模块，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块是否正常工作。本实用新型中的0Ω电阻R8指的是电阻值接近于0的电阻，由于存在一定误差，通常认为电阻值＜50mΩ即可认为是0Ω电阻。本实用新型变频器电路在上电充电电路与电源开关模块之间连接用于调试的0Ω的电阻R8，在调试时，将0Ω电阻断开，用于后续检测电源开关模块，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块是否正常工作，操作方便，防止外围电路出现故障引起炸机，提高变频器的安全性能。

如图1所示，所述上电充电电路包括限流电阻R5、限流电阻R6和继电器RY1，继电器RY1的两端连接至直流母线P极和逆变器IGBT模块之间，具体为，继电器RY1的常开触点K1的两端连接至直流母线P极和电源开关模块的输入端之间，驱动线圈的一端连接至+24V电源，另一端与CPU控制电路连接。实施例中，采用限流电阻R5和限流电阻R6两个限流电阻进行限流，限流电阻也可以设置为一个或者更多个。还包括二极管D1，二极管D1的正极与继电器RY1的驱动线圈的一端连接，二极管D1的负极与继电器RY1的驱动线圈的另一端连接。

在上电的瞬间，继电器RY1的常开触点K1为断开状态，通过限流电阻R5和限流电阻R6对充电电容E1充电，当充电电容E1两端的电压达到一定值后，继电器RY1的常开触点K1吸合，此时，限流电阻R5和限流电阻R6被短接。此时直流母线直接从继电器流过，根据变频器功率的不同，可以选择不同耐电流能力的继电器。

如图2所示，本实用新型上电充电电路采用多个并联连接的继电器RY1和继电器RY2对充电电流进行分流。图中实施例为两个并联连接的继电器RY1和继电器RY2，当变频器需要较大的充电电流时，两个继电器可以对较大的充电电流进行分流，降低产品的成本，减小变频器的体积。

具体地，限流电阻R5和限流电阻R6串联连接后的两端分别并联连接在继电器RY1的常开触点K1的两端，继电器RY1的常开触点K1与继电器RY2的常开触点K2串联连接，继电器RY1的驱动线圈的一端与电源VCC连接，另一端与继电器RY2的驱动线圈的一端连接，继电器RY2的驱动线圈的另一端与电源VCC连接，继电器RY1的常开触点K1另一端与与储能电路4连接。

如图3所示，所述电源开关模块包括电源控制芯片，降压电路1，启动指示电路2和稳压电路3；所述降压电路1的输入端与直流母线P极连接用于降压，启动指示电路2的输入端与降压电路1的输出端连接用于指示电路中是否存在电流，稳压电路3的输入端与启动指示电路2的输出端和直流母线N极连接，稳压电路3的输出端与电源控制芯片的输入端连接，电源控制芯片的输出端与变压器连接，向变压器输出控制信号Vout控制变压器工作。上述0Ω电阻的一端同时与启动电阻R4的一端连接。

在直流母线P极和电源开关模块的启动电阻R4之间接入一个0Ω的电阻R8，在调试电路板时，将电阻R8断开，用直流外接输入直流电压，此时除了变频器的主电路，其他的电路都可以正常工作，这时就可以测试电源开关模块和驱动波形正确与否，排除外围电路出现故障造成的炸机；在确定驱动波形等控制信号没问题后，将0Ω的电阻R8焊回，再给变频器接通交流电，此时，外围的电路就通过整流桥开始给电源开关模块等外围电路供电。

如图1、2所示，所述整流电路为全波整流电路，包括二极管VD1，二极管VD2，二极管VD3，二极管VD4，二极管VD5和二极管VD6；二极管VD3与二极管VD6、二极管VD2与二极管VD5和二极管VD1与二极管VD4分别串联连接，二极管VD1的正极与二极管VD4负极连接，二极管VD2的正极与二极管VD5的负极连接，二极管VD3与二极管VD6，二极管VD1与二极管VD4、二极管VD2与二极管VD5和二极管VD3与二极管VD6的中间节点分别连接至电源R相，电源S相，电源T相，二极管VD1、二极管VD2和二极管VD3的负极连接至直流母线P极，二极管VD4、二极管VD5和二极管VD6的正极连接至直流母线N极。

如图3所示，启动指示电路2包括启动电阻R4和发光二极管LED1，启动电阻R4和发光二极管LED1并联连接，启动电阻R4的两端分别与降压电路1的输出端和稳压电路3的输入端连接，发光二极管LED1并联连接在启动电阻R4的两端(如图3所示)。本实用新型变频器的电源开关模块包括电源控制芯片，降压电路，启动指示电路和稳压电路，启动指示电路包括启动电阻R4和发光二极管LED1，在启动电阻R4上并联连接一个发光二极管LED1，可以准确地指示变频器内的母线电压，可以有效保护操作人员人身安全，同时可以缩短操作人员的等待时间，提高生产效率。

在电源开关模块中，在电源控制芯片的启动电阻R4上，并联一个发光二极管LED1指示灯，在变频器通电时，直流母线上的电流通过启动电阻R4给电源控制芯片供电，电源控制芯片输出控制信号Vout控制变压器工作。所述电源控制芯片为UC3844芯片。

如图1-3所示，所述储能电路4包括充电电容E1，充电电容E1的正极与降压电路1的输出端连接，充电电容E1的负极与稳压电路3的输入端连接。还包括电容C2，电容C2并联连接于充电电容E1的两端。

如图3所示，所述降压电路1包括电阻R1，电阻R2和电阻R3，电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串联连接，电阻R1的一端与直流母线P极连接，电阻R3的一端与启动指示电路2的输出端连接。降压电路1对电路进行降压，降压电路采用的电阻个数也可以为单个或者更多个降压电阻串联在电路内。

如图1-2所示，所述稳压电路3包括稳压管ZD1和电容C1，稳压管ZD1和电容C1并联连接后与稳压管ZD1的正极与直流母线N极连接，稳压管ZD1的负极与启动指示电路2的输出端连接，稳压管ZD1的两端同时并联连接在电源控制芯片的输入端，电容C1并联连接在稳压管ZD1和电源控制芯片的输入端之间。

下面说明变频器的电源开关模块的工作原理：

在电源开关模块中，在电源控制芯片的启动电阻R4上，并联一个发光二极管LED1指示灯，在变频器通电时，直流母线上的电流通过启动电阻R4给电源控制芯片供电，电源控制芯片输出控制信号Vout控制变压器工作。

在直流母线通过电流的瞬间，发光二极管LED1就开始发亮，操作人员就知道有电通过，禁止触摸电路板；在变频器断电时，电源控制芯片通过采样电流的反馈，停止变压器，此时电源控制芯片由充电电容E1通过启动电阻R4供电，此时充电电容E1两端的电压就是直流母线P极和N极之间的电压，直到充电电容E1两端的电压全部消失后，发光二极管LED1的亮度才会消失，这时操作人员可以对电路板进行操作，保证人身安全。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种变频器电路，其特征在于：包括整流电路，上电充电电路，电源开关模块，变压器，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块；所述整流电路的输入端与电源R相，电源S相和电源T相连接，整流电路的输出端与上电充电电路的输入端连接，上电充电电路的输出端与电源开关模块的输入端和逆变器IGBT模块连接，电源开关模块的输出端与变压器连接，输出控制信号Vout至变压器控制变压器工作，变压器的输出端与CPU控制电路的输入端连接为CPU控制电路供电；CPU控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，向驱动电路发出控制信号，驱动电路的输出端与逆变器IGBT模块的输入端连接，向逆变器IGBT模块发出驱动波形，逆变器IGBT模块的输入端同时与储能电路(4)的输出端连接；所述整流电路输出两路直流电，分别连接至直流母线P极和直流母线N极；所述上电充电电路与电源开关模块之间连接有0Ω的电阻R8，在调试时可将0Ω电阻断开，用于后续检测电源开关模块，CPU控制电路，驱动电路和逆变器IGBT模块是否正常工作。

2.根据权利要求1所述的变频器电路，其特征在于：所述电源开关模块包括电源控制芯片，降压电路(1)，启动电阻R4和稳压电路(3)；所述降压电路(1)的输入端与直流母线P极连接用于降压，启动电阻R4的一端与降压电路(1)的输出端连接，稳压电路(3)的输入端与启动电阻R4的另一端和直流母线N极连接，启动电阻R4的一端同时与0Ω的电阻R8的一端连接，稳压电路(3)的输出端与电源控制芯片的输入端连接，电源控制芯片的输出端与变压器连接，向变压器输出控制信号Vout控制变压器工作。

3.根据权利要求2所述的变频器电路，其特征在于：所述降压电路(1)包括电阻R1，电阻R2和电阻R3，电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串联连接，电阻R1的一端与直流母线P极连接，电阻R3的一端与启动电阻R4的一端连接。

4.根据权利要求2所述的变频器电路，其特征在于：所述稳压电路(3)包括稳压管ZD1和电容C1，稳压管ZD1和电容C1并联连接后与稳压管ZD1的正极与直流母线N极连接，稳压管ZD1的负极与启动电阻R4的另一端连接，稳压管ZD1的两端同时并联连接在电源控制芯片的输入端，电容C1并联连接在稳压管ZD1和电源控制芯片的输入端之间。

5.根据权利要求2所述的变频器电路，其特征在于：所述电源控制芯片为UC3844芯片。

6.根据权利要求2所述的变频器电路，其特征在于：还包括储能电路(4)，储能电路(4)与整流电路的输出端连接，所述储能电路(4)包括充电电容E1，充电电容E1的正极与降压电路(1)的输出端连接，充电电容E1的负极与稳压电路(3)的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的变频器电路，其特征在于：所述储能电路(4)还包括电容C2，电容C2并联连接于充电电容E1的两端。

8.根据权利要求1所述的变频器电路，其特征在于：所述整流电路为全波整流电路；整流电路包括二极管VD1，二极管VD2，二极管VD3，二极管VD4，二极管VD5和二极管VD6；二极管VD3与二极管VD6、二极管VD2与二极管VD5和二极管VD1与二极管VD4分别串联连接，二极管VD1的正极与二极管VD4负极连接，二极管VD2的正极与二极管VD5的负极连接，二极管VD3的正极与二极管VD6的负极连接，二极管VD1与二极管VD4、二极管VD2与二极管VD5和二极管VD3与二极管VD6的中间节点分别连接至电源R相、电源S相和电源T相，二极管VD1、二极管VD2和二极管VD3的负极连接至直流母线P极，二极管VD4、二极管VD5和二极管VD6的正极连接至直流母线N极。

9.根据权利要求1所述的变频器电路，其特征在于：所述上电充电电路包括限流电阻R5、限流电阻R6和继电器RY1，继电器RY1的两端连接至直流母线P极和电源开关模块的输入端之间，继电器RY1的常开触点K1的两端连接至直流母线P极和电源开关模块的输入端之间，驱动线圈的一端连接至+24V电源，另一端与电源开关模块的输入端连接。