CN215267628U - 基于逆变电路的过流保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于逆变电路的过流保护系统，所述基于逆变电路的过流保护系统包括：逆变电路、电流采样电路、比较器电路、锁存缓冲电路和主控电路；所述逆变电路与所述电流采样电路连接，所述电流采样电路与所述比较器电路连接，所述比较器电路与所述锁存缓冲电路或所述主控电路连接，所述主控电路与所述逆变电路连接；其中，所述逆变电路的故障中断端口与所述电流采样电路、所述比较器电路、所述锁存缓冲电路或所述主控电路的中断输出端口连接，所述逆变电路的故障输出端口与所述锁存缓冲电路或所述主控电路的中断接收端口连接。本实用新型将各个功能电路模块化，根据不同的调试验证需求提供多种功能备用端口，实现多种组合连接方式。

Description

基于逆变电路的过流保护系统

技术领域

本实用新型属于逆变电路的技术领域，涉及一种过流保护电路，特别是涉及一种基于逆变电路的过流保护系统。

背景技术

目前，针对国内驱动器的设计，利用不同厂商的器件进行替代的需求越来越明显，以便应对突发的芯片短缺状况或者通过芯片替代进一步提高产品的性价比。

然而，在利用不同的元器件方案去替代原有成熟方案时，或者将这些元器件方案用于各个项目时，现有的技术方案中并不能提供一个高灵活性和重用性的调试系统，便于对各个方案的性能进行评估。以逆变电路的过流保护为例，没有一个高灵活性和重用性的电路结构，则不能形成比较可靠的过流保护机制，也不能对每一部分电路可实现的功能进行充分的验证。

因此，如何针对逆变电路的过流保护提供一种高灵活性和重用性的功能电路，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于逆变电路的过流保护系统，用于解决现有技术无法针对逆变电路的过流保护提供一种高灵活性和重用性的功能电路的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型一方面提供一种基于逆变电路的过流保护系统，所述基于逆变电路的过流保护系统包括：逆变电路、电流采样电路、比较器电路、锁存缓冲电路和主控电路；所述逆变电路与所述电流采样电路连接，所述电流采样电路与所述比较器电路连接，所述比较器电路与所述锁存缓冲电路或所述主控电路连接，所述主控电路与所述逆变电路连接；其中，所述逆变电路的故障中断端口与所述电流采样电路、所述比较器电路、所述锁存缓冲电路或所述主控电路的中断输出端口连接，所述逆变电路的故障输出端口与所述锁存缓冲电路或所述主控电路的中断接收端口连接。

于本实用新型的一实施例中，所述电流采样电路包括三相总电流采样单元和/或单相电流采样单元；所述三相总电流采样单元与所述比较器电路连接，所述单相电流采样单元与所述主控电路连接。

于本实用新型的一实施例中，所述比较器电路包括三相总电流比较单元和/或单相电流比较单元；所述单相电流比较单元设有第一阈值输入端和第二阈值输入端，所述第一阈值输入端的设定值大于所述第二阈值输入端的设定值。

于本实用新型的一实施例中，所述主控电路的驱动信号输出端与所述逆变电路连接。

于本实用新型的一实施例中，所述主控电路的驱动信号输出端与所述锁存缓冲电路连接，所述锁存缓冲电路与所述逆变电路连接。

于本实用新型的一实施例中，所述锁存缓冲电路包括锁存单元和缓冲单元；所述锁存单元的锁存信号输出端与所述缓冲单元的使能端连接。

于本实用新型的一实施例中，所述主控电路包括电平转换单元，所述电平转换单元包括电平上拉引脚和电平下拉引脚；所述主控电路的预留端口与所述电平上拉引脚或电平下拉引脚连接。

于本实用新型的一实施例中，所述逆变电路、所述电流采样电路、所述比较器电路、所述锁存缓冲电路和所述主控电路均设有端口调节插座。

于本实用新型的一实施例中，所述端口调节插座为排针插座或排母插座，根据不同的功能需求，不同的排针插座或排母插座之间通过杜邦线连接。

如上所述，本实用新型所述的基于逆变电路的过流保护系统，具有以下有益效果：

通过各个功能电路模块化，在对于不同方案间可灵活切换进行调试，可以实现同一个系统平台形成不同的功能电路，调试、验证多个电路连接方案，不仅能够横向对比各个电路连接方案之间的优劣，而且主芯片端口采用单个引出接插的方式，可对单个引脚功能和不同方案间的适配性进行验证和调试。

附图说明

图1显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的电路结构原理图。

图2显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的信号传输示意图。

图3显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的逆变电路示意图。

图4显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的三相电流采样电路图。

图5显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的单相电流采样电路图。

图6显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的三相电流比较器电路图。

图7显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的单相电流比较器电路图。

图8显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中锁存缓冲电路图。

图9显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的主控电路示意图。

元件标号说明

1 基于逆变电路的过流保护系统

11 逆变电路

12 电流采样电路

13 比较器电路

14 锁存缓冲电路

15 主控电路

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图示所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实施例提供的基于逆变电路的过流保护系统，将各个功能电路模块化，根据不同的调试验证需求提供多种功能备用端口，实现多种组合连接方式。

请参阅图1，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的电路结构原理图。如图1所示，所述基于逆变电路的过流保护系统1包括：逆变电路11、电流采样电路12、比较器电路13、锁存缓冲电路14和主控电路15。

所述逆变电路11与所述电流采样电路12连接，所述电流采样电路12与所述比较器电路13连接，所述比较器电路13与所述锁存缓冲电路14或所述主控电路15连接，所述主控电路15与所述逆变电路11连接。

其中，所述逆变电路11的故障中断端口与所述电流采样电路12、所述比较器电路13、所述锁存缓冲电路14或所述主控电路15的中断输出端口连接，所述逆变电路11的故障输出端口与所述锁存缓冲电路14或所述主控电路15的中断接收端口连接。

请参阅图2，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的信号传输示意图。如图2所示，显示了基于逆变电路的过流保护系统中不同的信号传输形式。

逆变电路11中产生的三相电流信号U-Phase current、V-Phase current和W-Phase current由电流采样电路12进行采样，对三相电流的总和进行采样后生成Current_sense并传输至比较器电路13，对单相电流进行采样后生成U-Phase current'、V-Phasecurrent'、W-Phase current'，并传输至比较器电路13，也可以传输至主控电路15。

比较器电路13对三相电流的总和Current_sense或者单相电流U-Phasecurrent'、V-Phase current'、W-Phase current'进行比较，生成中断信号，将沿下游传输的中断信号定义为IPM_INT，将反馈至逆变电路的中断信号定义为FO，锁存缓冲电路接收IPM_INT并传输至主控电路15。

主控电路15可以将驱动信号直接传送至逆变电路11进行驱动，也可以将驱动信号传输至锁存缓冲电路14，由锁存缓冲电路14传输至逆变电路11进行驱动。于一实施例中，所述主控电路的驱动信号输出端与所述逆变电路连接。于另一实施例中，所述主控电路的驱动信号输出端与所述锁存缓冲电路连接，所述锁存缓冲电路与所述逆变电路连接。

逆变电路11可以针对自身检测出的故障或采取的故障措施，通过故障输出端口将故障信息1传输给锁存缓冲电路14，再由锁存缓冲电路14传输给主控电路15或者将故障信息2直接传输给主控电路15。逆变电路还可以接收其他电路对逆变电路电流的故障检测传送的中断信号，即中断信号1-FO、中断信号2-FO、中断信号3-FO和中断信号4-FO。

需要说明的是，故障信息1和故障信息2实为同一故障信息，仅用于将传输至不同电路的故障信息进行区分。中断信号1-FO、中断信号2-FO、中断信号3-FO和中断信号4-FO实为同一中断信号，仅用于将接收来自不同电路的中断信号进行区分。

由此，通过所述基于逆变电路的过流保护系统，最简易回路为直接将电流采样电路的输出信号作为故障判断的中断信号反馈至逆变电路的故障中断端口，而后续由于信号处理的需求不同，增加比较器电路、锁存缓冲电路之后以及到达主控电路的过程中都会有不同的环路，通过将每一功能电路设计为独立小板以及信号线自由接插改变电路连接结构，转换电路环路，实现了同一批器件在系统中进行多方案的调试和验证，也可以针对芯片端口功能通过信号线自由接插进行调试，得到各个器件能力的评估。

请参阅图3，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的逆变电路示意图。如图3所示，通过采样电阻R_SU、R_SV和R_SW分别对逆变电路的U相、V相和W相的电流U-Phase current、V-Phase current和W-Phase current进行采样。

于实际应用中，逆变电路一般下桥发射极接采样电阻，将电流信号转化为电压信号，以供电流采样电路采集。逆变电路包括故障输出端口和故障中断端口，其中，故障中断端口在收到一个高于限定值的电压时会快速的将驱动管关断，停止运行，且故障输出端口输出故障信息，告知其他电路存在过流情况，并已采取关断措施。

于一实施例中，所述逆变电路、所述电流采样电路、所述比较器电路、所述锁存缓冲电路和所述主控电路均设有端口调节插座。

于一实施例中，所述端口调节插座为排针插座或排母插座，根据不同的功能需求，不同的排针插座或排母插座之间通过杜邦线连接。

于一实施例中，所述电流采样电路包括三相总电流采样单元和/或单相电流采样单元；所述三相总电流采样单元与所述比较器电路连接，所述单相电流采样单元与所述主控电路连接。

请参阅图4，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的三相电流采样电路图。如图4所示，在三相电流采样电路这一功能小板中，输入端口为6Pin插座，其中，第4、5、6引脚用于接入逆变电路的三相电流U-Phase current、V-Phasecurrent和W-Phase current，对三相电流作加法处理；输出端口为4Pin插座，其中，第1引脚为三相电流总和的采样信号Current_sense，第2引脚为向逆变电路发送的中断信号FO，若需要后续比较器电路进行信号处理则将采样输出Current_sense连接到输出端口的第1引脚，若直接输出给逆变电路的故障中断端口则将采样输出Current_sense连接到输出端口的第2引脚FO。

请参阅图5，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的单相电流采样电路图。如图5所示，在单相电流采样电路这一功能小板中，输入端口为6Pin插座，其中，第4、5、6引脚用于接入逆变电路的三相电流U-Phase current、V-Phasecurrent和W-Phase current，V相与W相采样电路与图5中U相电路原理相同；输出端口为4Pin插座，其中，第1、2、3引脚分别为对单相电流进行采样后生成U-Phase current'、V-Phase current'、W-Phase current'。

于一实施例中，所述比较器电路包括三相总电流比较单元和/或单相电流比较单元。

请参阅图6，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的三相电流比较器电路图。如图6所示，在三相总电流比较单元这一功能小板中，输入端口为4Pin插座，其中，第4引脚用于接入三相电流采样电路的采样信号Current_sense；输出端口为4Pin插座，其中，第3引脚用于向逆变电路返回中断信号FO，第4引脚用于向锁存缓冲电路或主控电路传递中断信号IPM_INT。比较器电路输出若需要后续锁存缓冲电路处理，则将比较输出IPM_INT连接到输出端口的第4引脚IPM INT，若直接输出给逆变电路的故障中断端口则将比较输出IPM_INT连接到输出端口的第3引脚FO。

请参阅图7，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的单相电流比较器电路图。如图7所示，在单相电流比较单元这一功能小板中，输入端口为6Pin插座，其中，第4、5、6引脚用于接入电流采样电路的单相电流U-Phase current'、V-Phase current'、W-Phase current'，V相与W相比较电路与图5中U相电路原理相同；输出端口为4Pin插座，其中，第3引脚用于向逆变电路返回中断信号FO，第4引脚用于向锁存缓冲电路或主控电路传递中断信号IPM_INT。比较器电路输出若需要后续锁存器及缓冲器电路处理，则将比较输出IPM_INT连接到输出端口的第4引脚IPM INT，若直接输出给逆变电路的故障中断端口则将比较输出IPM_INT连接到输出端口的第3引脚FO。

所述单相电流比较单元设有第一阈值输入端和第二阈值输入端，所述第一阈值输入端的设定值INT_HIGH大于所述第二阈值输入端的设定值INT_LOW。

请参阅图8，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中锁存缓冲电路图。如图8所示，所述锁存缓冲电路包括锁存单元和缓冲单元；所述锁存单元的锁存信号输出端与所述缓冲单元的使能端连接。在锁存缓冲电路这一功能小板中，输入端口为11Pin插座，其中，第11引脚用于接入比较器电路传输的中断信号IPM_INT；输出端口为11Pin插座，其中，第10引脚用于向主控电路传递中断信号IPM_INT，第11引脚用于向逆变电路返回中断信号FO。

锁存缓冲电路可以独立实现硬件的保护功能，硬件电路在收到故障中断信号IPM_INT时，通过锁存器将缓冲器的两个使能端E1和E2拉高，变为无效，缓冲器停止工作，以此不需要程序给与指令就能关闭驱动的输出，额外提供了一级保护。当禁用此功能时，用排线或杜邦线将两个11Pin插座短接，驱动信号的指令则由主控电路发送至逆变电路。

请参阅图9，显示为本实用新型的基于逆变电路的过流保护系统于一实施例中的主控电路示意图。如图9所示，主控电路的6Pin插座为可配置信号端口，包括中断端口或上拉端口、下拉端口。

于一实施例中，所述主控电路包括电平转换单元，所述电平转换单元包括电平上拉引脚和电平下拉引脚；所述主控电路的预留端口与所述电平上拉引脚或电平下拉引脚连接。例如，电平上拉引脚与6Pin插座的第1引脚连接，将第1引脚上拉为高电平，电平下拉引脚与6Pin插座的第2引脚连接，将第2引脚下拉为低电平。

于另一实施例中，所述预留端口包括内部中断端口，将中断信号FO连接至该内部中断端口，可以通过调用内部中断端口实现软件触发中断的方案。

综上所述，本实用新型提供的基于逆变电路的过流保护系统通过各个功能电路模块化，在对于不同方案间可灵活切换进行调试，可以实现同一个系统平台形成不同的功能电路，调试、验证多个电路连接方案，不仅能够横向对比各个电路连接方案之间的优劣，而且主芯片端口采用单个引出接插的方式，可对单个引脚功能和不同方案间的适配性进行验证和调试。有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于，所述基于逆变电路的过流保护系统包括：逆变电路、电流采样电路、比较器电路、锁存缓冲电路和主控电路；

所述逆变电路与所述电流采样电路连接，所述电流采样电路与所述比较器电路连接，所述比较器电路与所述锁存缓冲电路或所述主控电路连接，所述主控电路与所述逆变电路连接；

其中，所述逆变电路的故障中断端口与所述电流采样电路、所述比较器电路、所述锁存缓冲电路或所述主控电路的中断输出端口连接，所述逆变电路的故障输出端口与所述锁存缓冲电路或所述主控电路的中断接收端口连接。

2.根据权利要求1所述的基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于：

所述电流采样电路包括三相总电流采样单元和/或单相电流采样单元；所述三相总电流采样单元与所述比较器电路连接，所述单相电流采样单元与所述主控电路连接。

3.根据权利要求2所述的基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于：

所述比较器电路包括三相总电流比较单元和/或单相电流比较单元；所述单相电流比较单元设有第一阈值输入端和第二阈值输入端，所述第一阈值输入端的设定值大于所述第二阈值输入端的设定值。

4.根据权利要求1所述的基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于：

所述主控电路的驱动信号输出端与所述逆变电路连接。

5.根据权利要求1所述的基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于：

所述主控电路的驱动信号输出端与所述锁存缓冲电路连接，所述锁存缓冲电路与所述逆变电路连接。

6.根据权利要求1所述的基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于：

所述锁存缓冲电路包括锁存单元和缓冲单元；

所述锁存单元的锁存信号输出端与所述缓冲单元的使能端连接。

7.根据权利要求1所述的基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于：

所述主控电路包括电平转换单元，所述电平转换单元包括电平上拉引脚和电平下拉引脚；所述主控电路的预留端口与所述电平上拉引脚或电平下拉引脚连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于：

所述逆变电路、所述电流采样电路、所述比较器电路、所述锁存缓冲电路和所述主控电路均设有端口调节插座。

9.根据权利要求8所述的基于逆变电路的过流保护系统，其特征在于：

所述端口调节插座为排针插座或排母插座，根据不同的功能需求，不同的排针插座或排母插座之间通过杜邦线连接。

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