CN212323980U - 一种驱动电路故障自诊断变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种驱动电路故障自诊断变频器，包括驱动电路，所述驱动电路具有用于输出故障指示信号的指示端口，所述故障指示信号包括用于表征所述驱动电路发生故障的故障信号；其特征在于，所述的变频器，还包括：故障自诊断电路；所述故障自诊断电路连接所述指示端口，以及所述驱动电路的一个电输出端口；所述故障自诊断电路用于在所述指示端口输出故障信号时利用所述电输出端口的电压驱动指示灯部件发光。故而，可以利用指示灯部件的发光指示维修人员哪个驱动电路发生故障。

Description

一种驱动电路故障自诊断变频器

技术领域

本实用新型涉及变频器，尤其涉及一种驱动电路故障自诊断变频器。

背景技术

变频器(Variable-frequency Drive，VFD)，可理解为通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器中可设置有驱动电路，该驱动电路可例如理解为设置于主电路和控制电路之间，其中可放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管。

现有相关技术中，驱动电路发生故障时，维修人员难以直观判断哪个驱动电路发生故障。

实用新型内容

本实用新型提供一种驱动电路故障自诊断变频器，以解决驱动电路发生故障时，维修人员难以直观判断哪个驱动电路发生故障的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种驱动电路故障自诊断变频器，包括驱动电路，所述驱动电路具有用于输出故障指示信号的指示端口，所述故障指示信号包括用于表征所述驱动电路发生故障的故障信号；其特征在于，所述的变频器，还包括：故障自诊断电路；所述故障自诊断电路连接所述指示端口，以及所述驱动电路的一个电输出端口；所述故障自诊断电路用于在所述指示端口输出故障信号时利用所述电输出端口的电压驱动指示灯部件发光。

可选的，所述故障自诊断电路包括第一开关、第二开关与第一电容；

所述第一开关的控制端连接至所述指示端口，所述第一开关的第一端连接至所述电输出端口与所述指示灯部件的第一端，所述第二开关的第一端分别连接所述指示灯部件的第二端与所述第一开关的控制端；所述第二开关的控制端连接所述第一开关的第二端，所述第二开关的第二端接第一低电位，所述第一电容并联于所述第一开关的第一端与控制端之间；

所述第一开关用于在所述指示端口产生所述故障信号时导通，所述第二开关用于在所述第一开关导通时被驱动导通。

可选的，所述第一开关为PNP三极管，所述第二开关为NPN三极管。

可选的，所述的变频器，还包括第二电容与第一电阻；

所述第一开关的第一端经所述第一电阻分别连接至所述指示灯部件的第一端与所述电输出端口；所述第一电阻的连接所述第一开关的一端还连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第一低电位。

可选的，所述的变频器，还包括设于所述指示端口与所述第一开关的控制端之间的二极管，所述二极管的第二端连接所述指示端口，所述二极管的第一端连接至所述第一开关的控制端。

可选的，所述指示灯部件的第一端经第二电阻连接所述电输出端口，所述第一开关的控制端经第三电阻连接至所述指示端口。

可选的，所述的变频器，还包括过流保护电路，所述过流保护电路分别连接所述指示端口与处理器CPU；

所述过流保护电路用于在所述指示端口产生所述故障信号时，向所述 CPU发送故障反馈信号。

可选的，所述过流保护电路包括第三电容、第四电容与光耦合器；

所述光耦合器的初级第一端连接至所述电输出端口，所述光耦合器的初级第二端连接所述指示端口，所述第三电容并联于所述初级第一端与所述初级第二端之间；

所述光耦合器的次级第一端连接所述CPU，所述光耦合器的次级第二端接地或连接第二低电位，所述第四电容并联在所述次级第一端与次级第二端之间。

可选的，所述驱动电路的数量为至少两路，则：每路所述驱动电路的指示端口对应连接一个过流保护电路，或者，至少两路所述驱动电路的指示端口连接至同一个过流保护电路。

可选的，所述驱动电路的数量为至少两路，每路所述驱动电路的指示端口对应连接一个所述故障自诊断电路。

本实用新型提供的带有驱动电路故障自诊断的变频器，可以在驱动电路发生故障并产生故障信号时，驱动指示灯部件发光，进而，可以利用指示灯部件的发光指示维修人员哪个驱动电路发生故障。

本实用新型可选方案中，利用过流保护电路，可及时将故障情况反馈至 CPU。

本实用新型可选方案中，由于第一开关与第二开关的设置，以及其连接方式，可形成自锁电路，保障了故障信号的保持，其可有利于在故障时保障灯的常亮。

本实用新型可选方案中，通过第一电阻与第二电容的设置，可以在变频器上电后，通过第一电阻对第二电容的充电，使得第一开关与与第二开关在一段持续时间后才能达到工作条件，进而，变频器在上电瞬间产生的假的故障信号并不会导致第一开关与第二开关的导通，避免了指示灯部件错误发光的发生。

本实用新型可选方案中，由于至少两路驱动电路通过一个过流保护电路向CPU发送故障反馈信号，其只需占用CPU的一个IO口，避免了至少两路驱动电路每个驱动电路均占用一个IO口带来的端口浪费，有效提高了端口的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中一种驱动电路故障自诊断变频器的电路示意图一；

图2是本实用新型实施例中一种驱动电路故障自诊断变频器的电路示意图二；

图3是本实用新型实施例中一种驱动电路故障自诊断变频器的电路示意图三；

图4是本实用新型实施例中一种驱动电路故障自诊断变频器的电路示意图四；

图5是本实用新型实施例中一种驱动电路故障自诊断变频器的电路示意图五；

图6是本实用新型实施例中一种驱动电路故障自诊断变频器的电路示意图六；

图7是本实用新型实施例中一种驱动电路故障自诊断变频器的电路示意图七。

附图标记说明：

1-驱动电路；

11-电输出端口；

12-指示端口；

2-故障自诊断电路；

21-第一开关；

22-第二开关；

23-指示灯部件；

3-过流保护电路；

4-CPU；

R1-第一电阻；

R2-第二电阻；

R3-第三电阻；

R4-第四电阻；

R5-第五电阻；

C1-第一电容；

C2-第二电容；

C3-第三电容；

C4-第四电容；

D1-二极管；

D2-发光二极管；

OP1-光耦合器；

E1-第一低电位；

E2-第二低电位。

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做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。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1是本实用新型实施例中一种驱动电路故障自诊断变频器的电路示意图一。

请参考图1，带有驱动电路故障自诊断的变频器，包括：包括驱动电路1，所述驱动电路1具有用于输出故障指示信号的指示端口12。

该指示端口12可理解为现有相关技术中驱动电路的任意可输出故障信号的端口，例如，其可与一个开关器件连接，该开关器件可由驱动电路中的电流保护模块控制，该电流保护模块可利用任意对驱动电路中的电参数进行检测，进而判断其是否发生过流的电路结构，该电流保护模块可在确定发生过流的情况下控制该开关器件导通，该开关器件导通后，可输出故障信号。

该指示端口12可与CPU连接，进而实现故障的反馈。其中，维修人员只能通过CPU及其对应的交互组件来查看驱动电路是否发生故障，以及哪个驱动电路发生故障，可见，其并不易于直观获悉。

所述故障指示信号包括用于表征所述驱动电路发生故障的故障信号，其中一种实施方式中，故障指示信号还可包括用于表征所述驱动电路未发生故障的正常工作信号。另一实施方式中，指示端口也可仅在发生故障时发出故障信号，未发生故障时不产生信号，

请参考图1，其中的故障指示信号可以表征为OC-LED信号，其可以为故障信号，也可以为正常工作信号。

驱动电路1还可具有能够输出电压的电输出端口11，驱动电路1可以具有一个电输出端口11，也可具有不止一个电输出端口。此外，该电输出端口 11可以为专用于输出电压的端口，也可为用于起到其他功能，但仍可输出电压的端口。

本实施例中，请参考图1，所述的变频器，还包括：故障自诊断电路2。

所述故障自诊断电路2连接所述指示端口12，以及所述驱动电路1的一个电输出端口11。

所述故障自诊断电路2，用于在所述指示端口12输出故障信号时利用所述电输出端口的电压驱动指示灯部件发光。故障自诊断电路2可以理解为能够响应于故障信号的发出而驱动指示灯部件发光的任意电路结构，例如，指示灯部件可与一开关串联，该故障信号可触发该开关导通，进而使得该指示灯部件能够被导通，进而发光。

指示灯部件，可以为任意能够发光的器件或器件的组合，例如可以采用发光二极管，还可以采用激光器件、红外器件等等。

以上实施方式所涉及的带有驱动电路故障自诊断的变频器，可以在驱动电路发生故障并产生故障信号时，驱动指示灯部件发光，进而，可以利用指示灯部件的发光指示维修人员哪个驱动电路发生故障。

具体的，其可方便维修人员维修，维修人员可直观判断哪路驱动发生故障，不用示波器等工具在进行逐一检测判断，从而方便进一步维修，有效提高维修人员的工作效率。

图2是本实用新型实施例中带有驱动电路故障自诊断的变频器的电路示意图二。

请参考图2，所述故障自诊断电路2可以包括第一开关21、第二开关22 与第一电容C1。

所述第一开关21的控制端连接至所述指示端口12，所述第一开关21的第一端连接至所述电输出端口11与所述指示灯部件23的第一端，所述第二开关22的第一端分别连接所述指示灯部件23的第二端与所述第一开关21的控制端；所述第二开关22的控制端连接所述第一开关21的第二端，所述第二开关22的第二端接第一低电位E1，所述第一电容C1并联于所述第一开关 21的第一端与控制端之间。

其中开关的第一端，可理解为电流的流入端，开关的第二端可理解为电流的流出端。第一低电位E1可以为地，例如参考地或大地，第一低电位E1 也可以为任意电位值低于电输出端口11的输出电位。

所述第一开关21用于在所述指示端口12产生所述故障信号时导通，所述第二开关22用于在所述第一开关21导通时被驱动导通。

其中一种实施方式中，所述第一开关21可以为PNP三极管，所述第二开关22为NPN三极管，进而第一开关21可在收到低电平时导通，第二开关 22可以在收到高电平时导通。进而，故障信号可以为低电平信号。

具体实施过程中，第一开关21的控制端，即PNP三极管的基极接收 OC-LED低电平信号时导通，此时第二开关22获得基极电流及偏置电压，第二开关22可导通，那么，例如发光二极管LED的指示灯部件23导通发光，此时，第一开关21的控制端，即PNP三极管的基极被拉到第一低电位E1，所以第一开关21不会关断，进而，第一开关21与第二开关22可形成自锁电路，都不会关断，所以指示灯部件23灯常亮，将故障信号保持。

可见，以上实施方式中，由于第一开关与第二开关的设置，以及其连接方式，可形成自锁电路，保障了故障信号的保持，其可有利于在故障时保障灯的常亮。

其中，电输出端口11的输出电压可表征为V1，其也可理解为电输出端口11的输出电位。

图3是本实用新型实施例中带有驱动电路故障自诊断的变频器的电路示意图三。

请参考图3，所述的变频器，还包括第二电容C2与第一电阻R1。

所述第一开关21的第一端经所述第一电阻R1分别连接至所述指示灯部件23的第一端与所述电输出端口11；所述第一电阻R1的连接所述第一开关 21的一端还连接所述第二电容C1的第一端，所述第二电容C2的第二端连接所述第一低电位E1。

在变频器上电瞬间由于芯片的io存在不稳定性，所产生的OC-LED信号很可能是干扰产生的一个假的故障信号，例如产生错误的OC-LED低电平信号，从而使故障自诊断电路2误导通工作，即误发光。以上所涉及的第一电阻R1与第二电容C2即可用于避免这一误导通、误发光的发生。其中，假如变频器上电瞬间产生一个假的故障信号，由于第一电阻R1与第二电容C2的存在，上电瞬间不能达到第一开关21与第二开关22两个开关的工作条件，即此时故障信号的发出不会导致以上所涉及的第一开关21与第二开关22的导通，需要持续一段时间才可以，该一段时间可以与利用第一电阻R1为第二电容C2充电的时间相关联。该时间过后，指示灯部件23才具备发光条件。

可见，以上实施方式通过第一电阻与第二电容的设置，可以在变频器上电后，通过第一电阻对第二电容的充电，使得第一开关与与第二开关在一段持续时间后才能达到工作条件，进而，变频器在上电瞬间产生的假的故障信号并不会导致第一开关与第二开关的导通，避免了指示灯部件错误发光的发生。

其中一种实施方式中，请参考图3，所述的变频器，还包括设于所述指示端口12与所述第一开关21的控制端之间的二极管D1，所述二极管D1的第一端连接所述指示端口，所述二极管D1的第二端连接至所述第一开关21 的控制端。二极管D1的第一端可理解为正极一端，二极管D1的第二端可理解为负极一端。

二极管D1的作用是截止作用，假如没有二极管D1，故障自诊断电路2 工作时会将OC-LED信号持续拉低，其会导致后文所涉及的过流保护电路持续工作，例如导致其光耦合器OP1持续导通工作，送给CPU故障反馈信号，导致CPU发生错误判断。

其中的指示灯部件23可以为发光二极管D2，其也可理解为LED。

请参考图3，所述指示灯部件23的第一端经第二电阻R2连接所述电输出端口11，所述第一开关21的控制端经第三电阻R3连接至所述指示端口12。

根据电路的安全性需求与控制需求，可适应性的调整各电阻的阻值，以及电容的容量等参数。

图4是本实用新型实施例中带有驱动电路故障自诊断的变频器的电路示意图四。

请参考图4，所述的变频器，还包括过流保护电路3，所述过流保护电路3分别连接所述指示端口12与处理器CPU4。

所述过流保护电路3用于在所述指示端口产生所述故障信号时，向所述 CPU4发送故障反馈信号。故障信号与故障反馈信号，可以为不同电压范围的信号，任意能够使得过流保护电路发出故障反馈信号的信号，均可被视作一种故障信号，进而，任意在故障信号触发下由过流保护电路发送至CPU的信号，也均可视作一种故障反馈信号。

以上实施方式中，利用过流保护电路，可及时将故障情况反馈至CPU。

任意可根据一种信号产生另一种不同电压范围的信号，且能够根据信号变化而发生变化的电路结构，均可应用于以上所涉及的过流保护电路。

图5是本实用新型实施例中带有驱动电路故障自诊断的变频器的电路示意图五。

其中一种实施方式中，请参考图5，所述过流保护电路3包括第三电容 C3、第四电容C4与光耦合器OP1。

所述光耦合器OP1的初级第一端连接至所述电输出端口11，进而，利用电输出端口11输出的电压V1，可以为光耦合器OP1的工作提供电压，所述光耦合器OP1的初级第二端连接所述指示端口12，所述第三电容并联于所述初级第一端与所述初级第二端之间。

所述光耦合器OP1的次级第一端连接所述CPU4，所述光耦合器OP1的次级第二端接地或连接第二低电位E2，所述第四电容C4并联在所述次级第一端与次级第二端之间。该第二低电位E2可以与第一低电位E1相同，也可以是不同的。

其中，光耦合器OP1的次级第一端可向CPU4发送OC信号，该OC信号可以在发生故障时发送故障反馈信号，该故障反馈信号可例如低电平信号。

具体实施过程中，驱动电路1正常工作时，OC-LED信号可以为高电平，光耦合器OP1截止导通，OC信号为高电平，CPU4可获悉驱动电路1无故障正常工作。当驱动电路1故障时，OC-LED信号由高电平变为低电平，即变为故障信号，光耦合器OP1导通，OC信号由高电平变为低电平，即变为故障反馈信号发送给CPU4。

请参考图5，初级第一端与初级第二端间还可并联有第四电阻R4，初级第一端与电输出端口11之间还可连接有第五电阻R5。第四电阻R4与第五电阻R5的阻值可根据分压、电路保护、分流等需求进行具体配置。

图6是本实用新型实施例中带有驱动电路故障自诊断的变频器的电路示意图六。

其中一种实施方式中，所述驱动电路1的数量为至少两路，则：每路所述驱动电路1的指示端口12对应连接一个过流保护电路3，或者，如图6所示，至少两路所述驱动电路1的指示端口12连接至同一个过流保护电路3。

由于至少两路驱动电路通过一个过流保护电路向CPU发送故障反馈信号，其只需占用CPU的一个IO口，避免了至少两路驱动电路每个驱动电路均占用一个IO口带来的端口浪费，有效提高了端口的利用率。

进一步的，所述驱动电路1的数量为至少两路，每路所述驱动电路1的指示端口12对应连接一个所述故障自诊断电路2。其可有利于区分究竟哪个驱动电路1发生了故障。

具体实施过程中，变频器可以有6路驱动电路，若不采用图6所示实施方式，可有6路OC信号，需要6个CPU的IO口，很占用CPU的资源，利用率降低，图6所示实施方式可将6路IO合并成一路IO送给CPU，根据指示灯部件发光来确定哪一路驱动发生了故障，提高了CPU IO口的利用率。

图7是本实用新型实施例中带有驱动电路故障自诊断的变频器的电路示意图七。

图7可理解为对一种变频器中电路的一种截取，其中，可利用Q303表征作为第一开关21的PNP三极管，利用Q304表征作为第二开关22的NPN 三极管，利用C333表征第一电容C1，利用C332表征第二电容C2，利用D304 表征二极管D1，利用D303表征发光二极管D2，利用R343表征第三电阻 R3，利用R341表征第一电阻R1，利用R342表征第二电阻R2，电输出端口11具体可以为P17HU对应的端口，其可利用电容接低电位，还可对应接入恒压电路，并与接口电路所控制的开关相连接。

其中，还可利用C303表征第三电容C3，利用C304表征第四电容C4，利用R308表征第四电阻R4，利用R307表征第五电阻R5，利用PC304表征光耦合器OP1。

综上所述，本实用新型提供的带有驱动电路故障自诊断的变频器，可以在驱动电路发生故障并产生故障信号时，驱动指示灯部件发光，进而，可以利用指示灯部件的发光指示维修人员哪个驱动电路发生故障。

本实用新型可选方案中，利用过流保护电路，可及时将故障情况反馈至 CPU。

本实用新型可选方案中，由于第一开关与第二开关的设置，以及其连接方式，可形成自锁电路，保障了故障信号的保持，其可有利于在故障时保障灯的常亮。

本实用新型可选方案中，通过第一电阻与第二电容的设置，可以在变频器上电后，通过第一电阻对第二电容的充电，使得第一开关与与第二开关在一段持续时间后才能达到工作条件，进而，变频器在上电瞬间产生的假的故障信号并不会导致第一开关与第二开关的导通，避免了指示灯部件错误发光的发生。

本实用新型可选方案中，由于至少两路驱动电路通过一个过流保护电路向CPU发送故障反馈信号，其只需占用CPU的一个IO口，避免了至少两路驱动电路每个驱动电路均占用一个IO口带来的端口浪费，有效提高了端口的利用率。

此外，本实用新型可选方案还可具有电路设计简单，故障点很少，器件成本很低等积极的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种驱动电路故障自诊断变频器，包括驱动电路，所述驱动电路具有用于输出故障指示信号的指示端口，所述故障指示信号包括用于表征所述驱动电路发生故障的故障信号；其特征在于，所述的变频器，还包括：故障自诊断电路；所述故障自诊断电路连接所述指示端口，以及所述驱动电路的一个电输出端口；所述故障自诊断电路用于在所述指示端口输出故障信号时利用所述电输出端口的电压驱动指示灯部件发光。

2.根据权利要求1所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，所述故障自诊断电路包括第一开关、第二开关与第一电容；

所述第一开关的控制端连接至所述指示端口，所述第一开关的第一端连接至所述电输出端口与所述指示灯部件的第一端，所述第二开关的第一端分别连接所述指示灯部件的第二端与所述第一开关的控制端；所述第二开关的控制端连接所述第一开关的第二端，所述第二开关的第二端接第一低电位，所述第一电容并联于所述第一开关的第一端与控制端之间；

所述第一开关用于在所述指示端口产生所述故障信号时导通，所述第二开关用于在所述第一开关导通时被驱动导通。

3.根据权利要求2所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，所述第一开关为PNP三极管，所述第二开关为NPN三极管。

4.根据权利要求2所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，还包括第二电容与第一电阻；

所述第一开关的第一端经所述第一电阻分别连接至所述指示灯部件的第一端与所述电输出端口；所述第一电阻的连接所述第一开关的一端还连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第一低电位。

5.根据权利要求2所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，还包括设于所述指示端口与所述第一开关的控制端之间的二极管，所述二极管的第二端连接所述指示端口，所述二极管的第一端连接至所述第一开关的控制端。

6.根据权利要求2所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，所述指示灯部件的第一端经第二电阻连接所述电输出端口，所述第一开关的控制端经第三电阻连接至所述指示端口。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，还包括过流保护电路，所述过流保护电路分别连接所述指示端口与处理器CPU；

所述过流保护电路用于在所述指示端口产生所述故障信号时，向所述CPU发送故障反馈信号。

8.根据权利要求7所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，所述过流保护电路包括第三电容、第四电容与光耦合器；

所述光耦合器的初级第一端连接至所述电输出端口，所述光耦合器的初级第二端连接所述指示端口，所述第三电容并联于所述初级第一端与所述初级第二端之间；

所述光耦合器的次级第一端连接所述CPU，所述光耦合器的次级第二端接地或连接第二低电位，所述第四电容并联在所述次级第一端与次级第二端之间。

9.根据权利要求7所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，所述驱动电路的数量为至少两路，则：每路所述驱动电路的指示端口对应连接一个过流保护电路，或者，至少两路所述驱动电路的指示端口连接至同一个过流保护电路。

10.根据权利要求1至6任一项所述的一种驱动电路故障自诊断变频器，其特征在于，所述驱动电路的数量为至少两路，每路所述驱动电路的指示端口对应连接一个所述故障自诊断电路。

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