CN207675827U - 一种变频器电流检测断线保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变频器电流检测断线保护电路，由电流互感器、运算放大器、上拉电阻R1、输入电容C1和输出保护D1组成；所述电流互感器具有输出端、参考地，正电压输入端和负电压输入端。当电流从正向流入或者从负向输入时，在电流互感器的输出端可以以得到正负电平。输出正向端与运算放大器连接，其连接线路上连接有供电电压，所述供电电压与输出端之间具有上拉电阻R1，所述输出参考地与电源地相连接，其接地的节点与供电电压接入节点之间具有输入电容C1；所述运算放大器的输出端连接输出保护D1，输出保护D1由两根二极管组成，两根二级管分别接入供电电压。

Description

一种变频器电流检测断线保护电路

技术领域

本发明适用于电机控制领域，具体涉及一种变频器电流检测断线保护电路。

背景技术

现有变频器技术当电流传感器输入到处理电路，由于输入的信号电平比较高，现有的手段是通过分压器件将输入转化成处理电路需求的电压信号。当输入的电流信号线断了是，有分压的电路的作用会将输入信号一直拉到0电平，控制芯片的电流信号会一直为零。

电流信号是变频器控制的主要参数。当得不到准确的电流信号时，变频器就不能计算出负载功率和过载保护，就会造成变频器超负载工作。如果这种情况一直持续，变频器的发热会一直增加，最终会造成变频器的烧毁。

发明内容

为了解决这个问题，本发明提供了一种在电流传感器信号断开时，使输入电流信号置高，从而可以产生过流报警信号，这时变频器会停止工作，可以保护变频器设备不受损坏。具体的是一种变频器电流检测断线保护电路，其技术方案是：

由电流互感器、运算放大器、上拉电阻R1、输入电容C1和输出保护D1组成；所述电流互感器具有输出端、参考地，正电压输入端和负电压输入端。当电流从正向流入或者从负向输入时，在电流互感器的输出端可以以得到正负电平。所述输出正向端与运算放大器连接，其连接线路上连接有供电电压，所述供电电压与输出端之间具有上拉电阻R1，所述输出参考地与电源地相连接，其接地的节点与供电电压接入节点之间具有输入电容C1；优选的是，在电流互感器输出和运放的输入端串接电阻R2，所述的运算放大器通过电阻R3和电容C2构成了电压跟随器，在运放的输出端串接电阻R4、并且电容C3一端接运放的输出端、另外一端到地。所述运算放大器的输出端连接输出保护D1，输出保护D1由两根二极管组成，两根二级管分别接入供电电压。电流互感器输出信号为电压信号，当有信号输入时，上拉电阻不会对信号有影响。由于电流互感器输出信号是正负电平，因此运放采用双电源运放。当输入断开时，在上拉的电阻的作用下将输入上拉到电源上面，这样输出就会保持高电平。因此，断线时传送到DSP的为高电平信号，这样可以产生过流报警，从而可以进行设备的保护，进而可以避免设备损坏。输入加上拉电阻R1，在正常工作，由于电流互感器的输出是电压形式不会造成运算放大器输入信号的影响。但是在输入断开时由于上拉的作用使得输入电压一直为高电平，会产生报警，从而可以保护设备。输入电路增加电容C1，信号从信号源到处理电路需要一段导线连接，在传送过程中会有变频器的干扰信号耦合到导线中，因此需要在信号的接收端先滤除高频干扰信号。

优选的是，还包括输入电阻R2，所述输入电阻R2两端分别与电流互感器和运算放大器进行连接。增加输入电阻，可以减少电流互感器的输入电流。

优选的是，运算放大器还包括有反馈电路。运算放大器将电流互感器的输出信号经过转换发送到数字处理芯片(DSP)运算放大器通过电阻、电容连接成电压跟随器的功能。反馈电路可以增加电流互感器的输出能力。

优选的是，反馈电路包括反馈电阻R3。这样减少偏置电流，进一步的提高电路传送信号的精度。还包括电容C2，与R3一起构成积分电路，可以滤波和增加信号的带宽。由于控制电路采用PWM控制，电流信号会有何载波信号为基波的高频信号的存在，因此，这个电容的作用将高于截止频率的高频信号滤除。

优选的是，还包括输出限流电阻R4，所述输出限流电阻R4与运算放大器的输出极连接。

优选的是，还包括输出电容C3，所述输出电容C3一端与输出限流电阻R4连接，另一端接地。这是因为信号在板子上面传送是会受到开关电源，高频信号的耦合，增加输出电容可以减少高频信号的耦合。

优选的是，还包括输入电阻R2，所述输入电阻R2一端与电流输出正向端连接，另一端与运算放大器进行连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、现有技术不能在电流互感器断线时反应出来；

2、通过R3、C2组成的积分电路可以滤除信号的高频干扰；

3、电压跟随器可以增加信号的输出能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是对本发明的实施例的描述，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据技术方案进行简单变形或者名称变化，或者是采取惯用手段，也可以实现发明目的。

图1：实施例1中所示的变频器电流检测断线保护电路

图2：电流互感器示意图

图3：设置有电压跟随器的运算放大器

图4：输出保护D1

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种变频器电流检测断线保护电路的基本样式，由电流互感器、运算放大器、上拉电阻R1、输入电容C1和输出保护D1组成。

如图2所示，在图1基本样式的基础上，电流互感器具有输出端、参考地、正电压输入端和负电压输入端，当电流流入互感器或者从互感器流出时，在电流互感器的输出端可以以得到正负电平。输出正向端与运算放大器连接，其连接线路上连接有供电电压，所述正向供电电压与互感器的正向电压端相连，所述负向供电电压与互感器的负向电压端相连，所述正向供电压与输出正向端之间具有上拉电阻R1，所述输出参考地与电源地相连接，其接地的节点与供电电压接入节点之间具有输入电容C1；在电流互感器输出和运放的输入端串接电阻R2，运算放大器1引脚和2引脚通过电阻R3、电容C2短接构成了电压跟随器，信号从3引脚输入，信号会从1引脚输出，信号的幅值和相位都不改变。

在运放的输出端串接电阻R4、并且电容C3一端接运放的输出端、另外一端到地。所述运算放大器的输出端连接输出保护D1，输出保护D1由两根二极管串联组成，串联的二极管两个二极管连接的引脚接信号线，一个二极管的正端接正电源电压，另外一个二极管的负端接负电源电压。电流互感器输出信号为电压信号，当有信号输入时，上拉电阻不会对信号有影响。运放采用双电源供电。当输入断开时，在上拉的电阻的作用下将输入上拉到电源上面，这样输出就会保持高电平。因此，断线时传送到DSP的为高电平信号，这样可以产生过流报警，从而可以进行设备的保护，进而可以避免设备损坏。输入加上拉电阻R1，在正常工作，由于电流互感器的输出是电压形式不会造成运算放大器输入信号的影响。但是在输入断开时由于上拉的作用使得输入电压一直为高电平，会产生报警，从而可以保护设备。输入电路增加电容C1，信号从信号源到处理电路需要一段导线连接，在传送过程中会有变频器的干扰信号耦合到导线中，因此需要在信号的接收端先滤除高频干扰信号。

在正常工作，由于电流互感器的输出是电压形式不会造成运算放大器输入信号的影响，但是在输入断开时由于上拉电阻R1的作用使得输入电压一直为高电平，会产生报警，从而可以保护设备。

输入电路增加电容10nF，信号从信号源到处理电路需要一段导线连接，在传送过程中会有变频器的干扰信号耦合到导线中，因此需要在信号的接收端先滤除高频干扰信号。

增加反馈电路上的电阻R3，减少偏置电流，可以进一步的提高电路传送信号的精度。

输出极增加输出限流电阻R4，保护运算放大器的输出极。

并且增加输出电容C3，信号在板子上面传送是会受到开关电源，高频信号的耦合，增加输出电容可以减少高频信号的耦合。

由于电流互感器输出信号是正负电平，因此运放采用双电源运放。

增加输入电阻R2，增加输入电阻，减少电流互感器的输入电流。

反馈电阻增加电容C2，滤波和增加信号的带宽。由于控制电路采用PWM控制，电流信号会有何载波信号为基波的高频信号的存在，因此，这个电容的作用将高于截止频率的高频信号滤除。

增加输出保护，使输出信号在电源电压范围内。

电压跟随器可以增加输入阻抗，减少输出阻抗。从而可以增加带负载能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的变动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变频器电流检测断线保护电路，其特征在于，由电流互感器、运算放大器、上拉电阻R1、输入电容C1和输出保护D1组成；

所述电流互感器具有输出端、参考地、正电压输入端和负电压输入端，在所述的输出端可以得到输出正向端和输出负向端，所述输出正向端与运算放大器连接，其连接线路上连接有供电电压，所述供电电压与输出正向端之间具有上拉电阻R1，其接地的节点与供电电压接入节点之间具有输入电容C1；

所述运算放大器的输出端连接有输出保护D1，所述输出保护D1包括两根二极管，所述二极管与供电电压连接,这是一个串联的二极管两个二极管链接的引脚接信号线，一个二极管的正端接正电源电压，另外一个二极管的负端接负电源电压。

2.如权利要求1所述的一种变频器电流检测断线保护电路，其特征在于，还包括输入电阻R2，所述输入电阻R2两端分别与电流互感器和运算放大器进行连接。

3.如权利要求1所述的一种变频器电流检测断线保护电路，其特征在于，所述运算放大器还包括反馈电路。

4.如权利要求3所述的一种变频器电流检测断线保护电路，其特征在于，所述的反馈电路包括反馈电阻R3。

5.如权利要求3或4所述的一种变频器电流检测断线保护电路，其特征在于，所述的反馈电路还包括电容C2。

6.如权利要求1所述的一种变频器电流检测断线保护电路，其特征在于，还包括输出限流电阻R4，所述输出限流电阻R4与运算放大器的输出极连接。

7.如权利要求6所述的一种变频器电流检测断线保护电路，其特征在于，还包括输出电容C3，所述输出电容C3一端与输出限流电阻R4连接，另一端接地。

8.如权利要求1所述的一种变频器电流检测断线保护电路，其特征在于，还包括输入电阻R2，所述输入电阻R2一端与电流输出正向端连接，另一端与运算放大器进行连接。