CN209344768U - 一种用于变频器的锁存保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种用于变频器的锁存保护电路，包括控制保护单元、驱动电路，控制保护单元包括数字信号处理芯片、检测电路、逻辑电平转换芯片，还包括锁存电路。锁存电路包括四个二极管D18、D19、D20、D21的正极同时连接电容C62、电阻R102的一端及与非门IC9B的4脚，电容C62的另一端接地，电阻R102的另一端接+5V。四个二极管D18、D19、D20、D21组成“与”关系，当过流信号OC或过压信号OE或控制信号GRD或模块过流信号IPM为低电平时，能通过锁存电路产生门控信号GATE的输出，通过逻辑电平转换芯片关闭驱动电路，保护变频器。

Description

一种用于变频器的锁存保护电路

技术领域

本实用新型涉及变频器领域，尤其涉及一种用于变频器的锁存保护电路。

背景技术

变频器的报警保护信号在硬件电路上主要包括过流信号、过压信号以及模块过流保护信号。目前主流的保护机制是分为硬件报警和软件报警两个方面，硬件方面：通过将报警信号在硬件上进行处理获得一个驱动信号GATE(也叫门控信号)，如图1所示，驱动信号可控制数字信号处理芯片发出的PWM控制驱动电路的通断，以实现保护功能。GATE低电平有效，PWM驱动信号可通过逻辑电平转换芯片U49再发送至驱动电路，高电平截至，驱动电路不工作。软件方面报警信号输送到指定的数字信号处理芯片引脚，然后通过软件判断达到封锁输出的目的。硬件和软件的保护对时间都有一定的要求。

但是，现有的软硬件双重保护机制存在以下缺陷：由于现有的硬件保护信号不具备报警信号锁存功能，在小概率情况下，软件会出现报警不及时或者失效的情况，硬件由于不具备报警信号锁存，假如报警信号恢复正常，驱动信号通路，容易导致只起到短暂保护的作用，因此导致后续的驱动故障。

为了克服上述的不足，我们发明了一种用于变频器的锁存保护电路。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于解决现有的硬件保护信号不具备报警信号锁存功能，在小概率情况下，软件会出现报警不及时或者失效的情况，硬件由于不具备报警信号锁存，容易导致只起到短暂保护的作用，因此导致后续的驱动故障的问题。其具体解决方案如下：

一种用于变频器的锁存保护电路，包括控制保护单元、驱动电路，所述控制保护单元包括数字信号处理芯片、检测电路、逻辑电平转换芯片。还包括锁存电路，所述锁存电路包括四个二极管D18、D19、D20、D21的正极同时连接电容C62、电阻R102的一端及与非门IC9B的4脚，电容C62的另一端接地，电阻R102的另一端接+5V。电阻R103与电容C53的一端同时连接与非门IC9A的2脚，电容C53的另一端接地，电阻R103的另一端接+5V。与非门IC9A的1脚连接与非门IC9B的6脚，与非门IC9A的3脚连接与非门IC9B的5脚，与非门IC9B的6脚同时连接与非门IC9C的9脚和10脚，与非门IC9C的8脚连接与非门IC9D的12脚，与非门IC9D的13脚串联电阻R104后接地，与非门IC9D的11脚串联电阻R105后连接三极管T7的基极，三极管T7的集电极连接+3.3V，三极管T7的发射极串联电阻R106后接地。与非门IC9E的14脚与电容C54的一端同时连接+5V，与非门IC9D的7脚与电容C54的另一端同时接地。

二极管D18的负极连接所述检测电路的过流信号OC，二极管D19的负极连接所述检测电路的过压信号OE，二极管D21的负极连接所述检测电路的模块过流信号IPM，二极管D20的负极连接所述数字信号处理芯片的控制信号GRD，与非门IC9A的2脚连接所述数字信号处理芯片的硬件复位信号CLR，与非门IC9D的12脚连接所述数字信号处理芯片的软件检测信号LOCK_IN，与非门IC9D的13脚连接所述数字信号处理芯片的软件控制信号LOCK，三极管T7的发射极输出的门控信号GATE连接所述逻辑电平转换芯片。所述数字信号处理芯片通过PWM驱动信号与所述逻辑电平转换芯片连接，所述逻辑电平转换芯片通过转换控制信号与所述驱动电路连接。

进一步地，所述四个二极管D18、D19、D20、D21组成“与”关系，当过流信号OC或过压信号OE或控制信号GRD或模块过流信号IPM为低电平时，能通过所述锁存电路产生门控信号GATE的输出，通过所述逻辑电平转换芯片关闭所述驱动电路，保护所述控制保护单元。

所述三极管T7为射极跟随器，能提供稳定的门控信号GATE给所述逻辑电平转换芯片，同时能对所述锁存电路与所述逻辑电平转换芯片之间起良好的隔离作用。所述与非门IC9A、与非门IC9B、与非门IC9C、与非门IC9D、与非门IC9E合并为与非门IC9，型号为74HC00。

综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本方案解决了现有的硬件保护信号不具备报警信号锁存功能，在小概率情况下，软件会出现报警不及时或者失效的情况，硬件由于不具备报警信号锁存，容易导致只起到短暂保护的作用，因此导致后续的驱动故障的问题。本方案具备以下优势：

(1)通过简单的二极管D18、D19、D20、D21实现了四个多信号的与门输入，包括硬件报警信号：过压信号OE、过流信号OC、模块过流信号IPM及软件控制信号GRD，既满足多路硬件信号的需要，也提供了软件操作方面的接口，同时如果后续优化需要更多的检测信号接入也非常便捷。

(2)软件控制信号丰富，控制信号GRD、硬件复位信号CLR、软件控制信号LOCK、软件检测信号LOKC_IN均通过相应的电路连接到数字信号控制芯片的引脚，作为数字信号控制芯片检测信号LOCK_IN，通过软件能够及时读取到当前电路的工作状态，GRD、CLR、LOCK属于数字信号控制芯片控制信号，处于电路的不同位置。可根据需求对他们进行灵活的编程操作，以达到整个电路的控制目的。

(3)硬件锁存功能，在软件报警机制无法及时响应(比如延时时间过长)或失效等情况下，此电路能够快速断开驱动信号并保持此状态，以防止报警信号恢复而导致驱动信号自动重新开通，便于用户确认查找错误。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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本实用新型的一部分实施例，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，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的软硬件双重保护机制的电路图；

图2为本实用新型一种用于变频器的锁存保护电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，一种用于变频器的锁存保护电路，包括控制保护单元1、驱动电路4，控制保护单元1包括数字信号处理芯片2、检测电路3、逻辑电平转换芯片5。还包括锁存电路6，锁存电路6包括四个二极管D18、D19、D20、D21的正极同时连接电容C62、电阻R102的一端及与非门IC9B的4脚，电容C62的另一端接地，电阻R102的另一端接+5V。电阻R103与电容C53的一端同时连接与非门IC9A的2脚，电容C53的另一端接地，电阻R103的另一端接+5V。与非门IC9A的1脚连接与非门IC9B的6脚，与非门IC9A的3脚连接与非门IC9B的5脚，与非门IC9B的6脚同时连接与非门IC9C的9脚和10脚，与非门IC9C的8脚连接与非门IC9D的12脚，与非门IC9D的13脚串联电阻R104后接地，与非门IC9D的11脚串联电阻R105后连接三极管T7的基极，三极管T7的集电极连接+3.3V，三极管T7的发射极串联电阻R106后接地。与非门IC9E的14脚与电容C54的一端同时连接+5V，与非门IC9D的7脚与电容C54的另一端同时接地。

二极管D18的负极连接检测电路的过流信号OC，正常时为高电平，过流时为低电平，二极管D19的负极连接检测电路的过压信号OE，正常时为高电平，过压时为低电平。二极管D21的负极连接检测电路的模块过流信号IPM，正常时为高电平，过流时为低电平。二极管D20的负极连接数字信号处理芯片的控制信号GRD，过压时为低电平。与非门IC9A的2脚连接数字信号处理芯片的硬件复位信号CLR，低电平初始化，正常情况为高电平。与非门IC9D的12脚连接数字信号处理芯片的软件检测信号LOCK_IN，正常工作情况下为高电平。与非门IC9D的13脚连接数字信号处理芯片的软件控制信号LOCK，低电平使能有效，正常工作为高电平。三极管T7的发射极输出的门控信号GATE连接逻辑电平转换芯片，门控信号GATE为数字信号处理芯片发出的PWM驱动信号到驱动电路之间的逻辑电平转换芯片的关断信号，低电平有效。数字信号处理芯片通过PWM驱动信号与逻辑电平转换芯片连接，逻辑电平转换芯片通过转换控制信号与驱动电路连接。

进一步地，四个二极管D18、D19、D20、D21组成“与”关系，当过流信号OC或过压信号OE或控制信号GRD或模块过流信号IPM为低电平时，能通过锁存电路产生门控信号GATE的输出，通过逻辑电平转换芯片关闭驱动电路，保护变频器。

三极管T7为射极跟随器，能提供稳定的门控信号GATE给逻辑电平转换芯片，同时能对锁存电路与逻辑电平转换芯片之间起良好的隔离作用。与非门IC9A、与非门IC9B、与非门IC9C、与非门IC9D、与非门IC9E合并为与非门IC9，优选型号为74HC00。

电路工作过程如下：

变频器上电正常工作情况下以及无报警信号时，OE、OC、IPM、GRD均为高电平信号，通过四个二极管D18、D19、D20、D21，四路信号形成“与”关系，可知IC9B的4脚正常为高电平，通过IC9A和IC9B两个连接的与非门，硬件复位信号CLR初始化一个低电平信号后跳转为高电平，经过硬件复位信号CLR的初始低电平，IC9B的6脚、IC9C的9、10脚正常工作状态下均为低电平，经过与非门IC9C得知软件检测信号LCIK_IN即IC9C的8脚、IC9D的12脚为高电平信号，软件控制信号LOCK及IC9D的脚13脚作为控制信号正常情况下为高电平，IC9D的12、13脚两路信号通过与非门IC9D输出到IC9D的11脚为低电平信号，三极管T7的基极和发射极没有足够的压差，三极管T7关断，门控信号GATE通过电阻R106接地，此时门控信号GATE为低电平信号，数字信号处理芯片发出的PWM驱动信号可最终送到驱动电路，驱动电路可正常运行，变频器正常工作。当变频器检测到报警信号：过压信号OE、过流信号OC、模块过流信号IPM或控制信号GRD(软件使能报警达到封锁驱动的效果)四个信号中任一个有效(即为低电平)时，通过四个二极管D18、D19、D20、D21，四路信号形成“与”关系，可知IC9B的4脚故障状态下为低电平，通过IC9A和IC9B两个连接的与非门，可得知IC9B的6脚、IC9C的9、10脚故障状态下均为高电平，经过与非门IC9C得知软件检测信号LCIK_IN即IC9C的8脚、IC9D的12脚为低电平信号，此时软件控制信号LOCK即IC9D的13脚的状态无论高或低，IC9D的13脚经过与软件检测信号LOCK_IN即IC9D的12脚通过与非门IC9D，输出到IC9D的11脚为高电平信号，三极管T7的基极和发射极形成足够的压差，三极管T7导通，门控信号GATE为高电平，逻辑电平转换芯片发出关断信号使驱动电路停止工作，从而阻止数字信号处理芯片发出的PWM驱动信号不能到达驱动电路，起到了保护变频器的作用。

综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本方案解决了现有的硬件保护信号不具备报警信号锁存功能，在小概率情况下，软件会出现报警不及时或者失效的情况，硬件由于不具备报警信号锁存，容易导致只起到短暂保护的作用，因此导致后续的驱动故障的问题。本方案具备以下优势：

(1)通过简单的二极管D18、D19、D20、D21实现了四个多信号的与门输入，包括硬件报警信号：过压信号OE、过流信号OC、模块过流信号IPM及软件控制信号GRD，既满足多路硬件信号的需要，也提供了软件操作方面的接口，同时如果后续优化需要更多的检测信号接入也非常便捷。

(2)软件控制信号丰富，控制信号GRD、硬件复位信号CLR、软件控制信号LOCK、软件检测信号LOKC_IN均通过相应的电路连接到数字信号控制芯片2的引脚，作为数字信号控制芯片2检测信号LOCK_IN，通过软件能够及时读取到当前电路的工作状态，GRD、CLR、LOCK属于数字信号控制芯片2控制信号，处于电路的不同位置。可根据需求对他们进行灵活的编程操作，以达到整个电路的控制目的。

(3)硬件锁存功能，在软件报警机制无法及时响应(比如延时时间过长)或失效等情况下，此电路能够快速断开驱动信号并保持此状态，以防止报警信号恢复而导致驱动信号自动重新开通，便于用户确认查找错误。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于变频器的锁存保护电路，包括控制保护单元、驱动电路，所述控制保护单元包括数字信号处理芯片、检测电路、逻辑电平转换芯片，其特征在于：还包括锁存电路，所述锁存电路包括四个二极管D18、D19、D20、D21的正极同时连接电容C62、电阻R102的一端及与非门IC9B的4脚，电容C62的另一端接地，电阻R102的另一端接+5V；电阻R103与电容C53的一端同时连接与非门IC9A的2脚，电容C53的另一端接地，电阻R103的另一端接+5V；与非门IC9A的1脚连接与非门IC9B的6脚，与非门IC9A的3脚连接与非门IC9B的5脚，与非门IC9B的6脚同时连接与非门IC9C的9脚和10脚，与非门IC9C的8脚连接与非门IC9D的12脚，与非门IC9D的13脚串联电阻R104后接地，与非门IC9D的11脚串联电阻R105后连接三极管T7的基极，三极管T7的集电极连接+3.3V，三极管T7的发射极串联电阻R106后接地；与非门IC9E的14脚与电容C54的一端同时连接+5V，与非门IC9D的7脚与电容C54的另一端同时接地；

二极管D18的负极连接所述检测电路的过流信号OC，二极管D19的负极连接所述检测电路的过压信号OE，二极管D21的负极连接所述检测电路的模块过流信号IPM，二极管D20的负极连接所述数字信号处理芯片的控制信号GRD，与非门IC9A的2脚连接所述数字信号处理芯片的硬件复位信号CLR，与非门IC9D的12脚连接所述数字信号处理芯片的软件检测信号LOCK_IN，与非门IC9D的13脚连接所述数字信号处理芯片的软件控制信号LOCK，三极管T7的发射极输出的门控信号GATE连接所述逻辑电平转换芯片；所述数字信号处理芯片通过PWM驱动信号与所述逻辑电平转换芯片连接，所述逻辑电平转换芯片通过转换控制信号与所述驱动电路连接。

2.根据权利要求1所述一种用于变频器的锁存保护电路，其特征在于：所述四个二极管D18、D19、D20、D21组成“与”关系，当过流信号OC或过压信号OE或控制信号GRD或模块过流信号IPM为低电平时，能通过所述锁存电路产生门控信号GATE的输出，通过所述逻辑电平转换芯片关闭所述驱动电路，保护所述控制保护单元。

3.根据权利要求1所述一种用于变频器的锁存保护电路，其特征在于：所述三极管T7为射极跟随器，能提供稳定的门控信号GATE给所述逻辑电平转换芯片，同时能对所述锁存电路与所述逻辑电平转换芯片之间起良好的隔离作用。

4.根据权利要求1所述一种用于变频器的锁存保护电路，其特征在于：所述与非门IC9A、与非门IC9B、与非门IC9C、与非门IC9D、与非门IC9E合并为与非门IC9，型号为74HC00。