CN218161789U - 一种逆变电源过载倒转运行处理电路及逆变电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种逆变电源过载倒转运行处理电路及逆变电源，属于逆变电源技术领域，处理电路包括：保护单元和延时单元；所述保护单元与所述延时单元连接；所述保护单元包括：脉宽调制模块、电源模块、恒流控制模块和恒压控制模块；其中所述脉宽调制模块的输出端与所述电源模块的输入端连接，所述恒流控制模块和所述恒压控制模块同时与所述电源模块的输出端连接；其中通过保护单元进行对出现逆变电源过载倒转运行时，进行调整脉宽，并进行实现恒流恒压，从而减小电路电压电流的波动，从而可以保护电源，同时利用延时单元进行延时关闭电源，从而保证不会出现高幅度的电压落差，保护内部器件。

Description

一种逆变电源过载倒转运行处理电路及逆变电源

技术领域

本实用新型涉及一种逆变电源过载倒转运行处理电路及逆变电源，属于逆变电源技术领域。

背景技术

逆变电源由直流电变为交流电的电源叫逆变电源。通常是利用晶闸管电路把直流电转变成交流电，这种对应于整流的逆向过程，定义为逆变。逆变电源是什么意思，例如：应用晶闸管的电力机车，当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行，机车的位能转变成电能，反送到交流电网中去。又如运转着的直流电动机，要使它迅速制动，也可让电动机作发电机运行，把电动机的动能转变为电能，反送到电网中去。

但现有技术的逆变电源会出现过载导致电机倒转的情况，这样会大大减小电机的使用寿命和工作效率，同时由于过载会导致内部的电压电流出现很大波动，传统的解决方案是立即断电，这样高幅度的电压落差，会严重影响内部器件的使用寿命，严重时会出现报废情况。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种逆变电源过载倒转运行处理电路，并进一步提出一种应用该处理电路的逆变电源，从而解决上述提到的问题。

技术方案：为了达到上述目的，本实用新型一方面提供一种逆变电源过载倒转运行处理电路，包括：保护单元和延时单元；所述保护单元与所述延时单元连接。

优选地，所述保护单元包括：脉宽调制模块、电源模块、恒流控制模块和恒压控制模块；其中所述脉宽调制模块的输出端与所述电源模块的输入端连接，所述恒流控制模块和所述恒压控制模块同时与所述电源模块的输出端连接；

所述脉宽调制模块包括：二极管D1、电容C2、电阻R1、电容C1、晶闸管Q1、采样电阻VR1和调制器U1，所述调制器U1的6号引脚同时与所述电容C2的一端和所述二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极输入工作电压，所述电容C2的另一端外接电源适配器，所述调制器U1的4号引脚与所述电阻R1的一端连接，所述调制器U1的2号引脚与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端外接电源适配器，所述调制器U1的1号引脚输入电压，所述调制器U1的1号引脚外接电源适配器，所述调制器U1的3号引脚与所述晶闸管Q1的栅极连接，所述调制器U1的5号引脚同时与所述采样电阻VR1的一端和所述晶闸管Q1的漏极连接，所述采样电阻VR1的另一端外接电源适配器。

优选地，所述电源模块包括：变压器TR1、二极管D2、电容C3、采样电阻VR2；所述变压器TR1的1号引脚输入电压，所述变压器TR1的2号引脚与所述晶闸管Q1的源极连接，所述变压器TR1的3号引脚与所述二极管D2的正极连接，所述变压器TR1的4号引脚同时与所述电容C3的一端和所述采样电阻VR2的一端连接，所述二极管D2的负极与所述电容C3的另一端连接。

优选地，所述恒流控制模块包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R10、电容C4、电容C5、二极管D3和放大器U2A；

所述放大器U2A的2号引脚的反相输入端同时与所述电容C4的一端和所述电阻R3的一端连接，所述放大器U2A的同相输入端同时与所述电阻R4的一端和所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端输入基准电压，所述电阻R4的另一端接地，所述放大器U2A的输出端同时与所述电阻R2的一端和所述电容C4的另一端连接，所述电阻R3的另一端与所述电容C5的一端连接且与采样电阻VR2的另一端连接且输出电压，所述电阻R2的另一端与所述二极管D3的负极连接，所述二极管D3的正极与所述电阻R10的一端连接。

优选地，所述恒压控制模块包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C6、二极管D4、放大器U3A；所述放大器U3A的同相输入端引脚输入基准电压，所述放大器U3A的反相输入端同时与所述电阻R7的一端、所述电阻R8的一端和所述电阻R9的一端连接，所述电容C6的一端和所述电阻R7的另一端连接，所述放大器U3A的输出端同时与所述电容C6的另一端和所述电阻R6的另一端连接，所述电阻R6的另一端与所述二极管D4的负极连接，所述二极管D4的正极与电阻R10的一端连接，所述电阻R8的另一端接地，所述电阻R9的另一端与电阻R10的另一端连接且与二极管D2的负极连接并输出电压。

优选地，所述晶闸管Q1为MOS管。

优选地，所述调制器U1的型号为UV3942。

优选地，所述放大器U2A和所述放大器U3A的型号均为LM358。

优选地，所述延时单元包括：电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电容C8、电容C9、电容C10、放大器U4A、放大器U5A、二极管D5、二极管D6、三极管Q2、三极管Q3；

所述电容C8的一端同时与所述电阻R11的一端和所述二极管D6的正极连接且与所述调制器U1的1号引脚连接，所述电容C8的另一端同时与所述电容C7的一端连接，所述放大器U4A的同相输入端同时与所述电阻R11的另一端和所述电容C7的零要丢按连接，所述放大器U4A的反相输入端同时与所述电阻R13的一端和所述电阻R14的一端连接，所述电阻R13的另一端输入基准电压，所述电阻R14的另一端外接电源适配器，所述放大器U4A的输出端同时与所述电阻R12的一端、所述电阻R15的一端和所述放大器U5A的同相输入端连接，所述电阻R15的另一端与所述电容C9的一端连接，所述电容C9的另一端外接电源适配器，所述放大器U4A的反相输入端同时与所述电阻R16的一端和所述电阻R17的一端连接，所述电阻R16的另一端输入基准电压，所述电阻R17的另一端外接电源适配器，所述放大器U5A的输出端同时与所述电阻R20的一端和所述二极管D5的正极连接，所述电阻R20的另一端输入基准电压，所述二极管D5的负极与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端同时与所述电容C10的一端、所述电阻R19的一端、所述三极管Q3的基极和所述三极管Q2集电极连接，所述三极管Q3的发射极同时与所述电阻R19的另一端和所述电容C10的另一端连接且外接电源适配器，所述三极管Q2的基极同时与所述电阻R21的一端、所述三极管Q3的集电极和所述二极管D6的负极连接，所述三极管Q2的入射极同时与所述电阻R21的另一端和所述电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端输入基准电压。

优选地，所述放大器U4A和所述放大器U5A的型号均为LM358。

本实用新型另一方面提供一种逆变电源，该逆变电源包括逆变电源过载倒转运行处理电路。

有益效果：本实用新型涉及一种逆变电源过载倒转运行处理电路，属于逆变电源技术领域，处理电路包括：保护单元和延时单元；所述保护单元与所述延时单元连接；所述保护单元包括：脉宽调制模块、电源模块、恒流控制模块和恒压控制模块；其中所述脉宽调制模块的输出端与所述电源模块的输入端连接，所述恒流控制模块和所述恒压控制模块同时与所述电源模块的输出端连接；其中通过保护单元进行对出现逆变电源过载倒转运行时，进行调整脉宽，并进行实现恒流恒压，从而减小电路电压电流的波动，从而可以保护电源，同时利用延时单元进行延时关闭电源，从而保证不会出现高幅度的电压落差，保护内部器件。

附图说明

图1是本实用新型的保护单元电路图。

图2是本实用新型的延时单元电路图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例第一方面提供一种逆变电源过载倒转运行处理电路，包括：保护单元和延时单元；所述保护单元与所述延时单元连接。

实施例1：

如图1所示，所述保护单元包括：脉宽调制模块、电源模块、恒流控制模块和恒压控制模块；其中所述脉宽调制模块的输出端与所述电源模块的输入端连接，所述恒流控制模块和所述恒压控制模块同时与所述电源模块的输出端连接。

在进一步的实施例中，所述脉宽调制模块包括：二极管D1、电容C2、电阻R1、电容C1、晶闸管Q1、采样电阻VR1和调制器U1，所述调制器U1的6号引脚同时与所述电容C2的一端和所述二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极输入工作电压，所述电容C2的另一端外接电源适配器，所述调制器U1的4号引脚与所述电阻R1的一端连接，所述调制器U1的2号引脚与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端外接电源适配器，所述调制器U1的1号引脚输入电压，所述调制器U1的1号引脚外接电源适配器，所述调制器U1的3号引脚与所述晶闸管Q1的栅极连接，所述调制器U1的5号引脚同时与所述采样电阻VR1的一端和所述晶闸管Q1的漏极连接，所述采样电阻VR1的另一端外接电源适配器。

在进一步的实施例中，所述电源模块包括：变压器TR1、二极管D2、电容C3、采样电阻VR2；所述变压器TR1的1号引脚输入电压，所述变压器TR1的2号引脚与所述晶闸管Q1的源极连接，所述变压器TR1的3号引脚与所述二极管D2的正极连接，所述变压器TR1的4号引脚同时与所述电容C3的一端和所述采样电阻VR2的一端连接，所述二极管D2的负极与所述电容C3的另一端连接。

在进一步的实施例中，所述恒流控制模块包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R10、电容C4、电容C5、二极管D3和放大器U2A；

所述放大器U2A的2号引脚的反相输入端同时与所述电容C4的一端和所述电阻R3的一端连接，所述放大器U2A的同相输入端同时与所述电阻R4的一端和所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端输入基准电压，所述电阻R4的另一端接地，所述放大器U2A的输出端同时与所述电阻R2的一端和所述电容C4的另一端连接，所述电阻R3的另一端与所述电容C5的一端连接且与采样电阻VR2的另一端连接且输出电压，所述电阻R2的另一端与所述二极管D3的负极连接，所述二极管D3的正极与所述电阻R10的一端连接。

在进一步的实施例中，所述恒压控制模块包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C6、二极管D4、放大器U3A；所述放大器U3A的同相输入端引脚输入基准电压，所述放大器U3A的反相输入端同时与所述电阻R7的一端、所述电阻R8的一端和所述电阻R9的一端连接，所述电容C6的一端和所述电阻R7的另一端连接，所述放大器U3A的输出端同时与所述电容C6的另一端和所述电阻R6的另一端连接，所述电阻R6的另一端与所述二极管D4的负极连接，所述二极管D4的正极与电阻R10的一端连接，所述电阻R8的另一端接地，所述电阻R9的另一端与电阻R10的另一端连接且与二极管D2的负极连接并输出电压。

根据上述描述，通过检测取样电阻上的电压，并与参考电压比较来实现过载保护，当输出电流达到电流保护值之前，电源工作在恒压控制阶段；当输出电流达到电流保护值时，进入恒电流控制阶段，负载再增大，输出电流将被限制住，输出电压降低；随着负载继续增大，输出电压继续降低，提供给电源电压将不能维持常供电，电源会进入打嗝模式。故障消失后，电源恢复正常工作，输出电流限制值：

实际应用中，采样电阻VR1和采样电阻VR1的采用阻值较低的锰铜线电阻，以保证不在取样电阻上产生太大损耗，恒流控制模块中的放大器U2A用来产生误差信号调节PWM信号的脉宽用来实现恒压控制，恒压控制模块中的放大器U3A用来实现恒流控制。

实施例1：

如图2所示，所述延时单元包括：电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电容C8、电容C9、电容C10、放大器U4A、放大器U5A、二极管D5、二极管D6、三极管Q2、三极管Q3；

所述电容C8的一端同时与所述电阻R11的一端和所述二极管D6的正极连接且与所述调制器U1的1号引脚连接，所述电容C8的另一端同时与所述电容C7的一端连接，所述放大器U4A的同相输入端同时与所述电阻R11的另一端和所述电容C7的零要丢按连接，所述放大器U4A的反相输入端同时与所述电阻R13的一端和所述电阻R14的一端连接，所述电阻R13的另一端输入基准电压，所述电阻R14的另一端外接电源适配器，所述放大器U4A的输出端同时与所述电阻R12的一端、所述电阻R15的一端和所述放大器U5A的同相输入端连接，所述电阻R15的另一端与所述电容C9的一端连接，所述电容C9的另一端外接电源适配器，所述放大器U4A的反相输入端同时与所述电阻R16的一端和所述电阻R17的一端连接，所述电阻R16的另一端输入基准电压，所述电阻R17的另一端外接电源适配器，所述放大器U5A的输出端同时与所述电阻R20的一端和所述二极管D5的正极连接，所述电阻R20的另一端输入基准电压，所述二极管D5的负极与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端同时与所述电容C10的一端、所述电阻R19的一端、所述三极管Q3的基极和所述三极管Q2集电极连接，所述三极管Q3的发射极同时与所述电阻R19的另一端和所述电容C10的另一端连接且外接电源适配器，所述三极管Q2的基极同时与所述电阻R21的一端、所述三极管Q3的集电极和所述二极管D6的负极连接，所述三极管Q2的入射极同时与所述电阻R21的另一端和所述电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端输入基准电压

根据上述描述，在平均负载电流不超过额定电流以及元件能承受的电流与电压应力允许的前提下，电源在短时间内可以允许过载工作，但过载工作时间过长电源系统则认为负载设备发生严重故障，此时需要电源关断并锁定，以实现对负载设备的保护以及对电源本身的保护，调制器U1的1号引脚以输出补偿引脚作为反馈信号输入时，输入信号进入延时单元，此脚的电压会随负载的增加而不断上升，当达到最大功率点时，此时输出补偿引脚的电压约为5V，当调制器U1的1号引脚电压达到功率设置点电压时，恒流控制模块中的放大器U2A输出高电平，通过电阻R15给电容C9充电，当充到电阻R17上的分压值时，恒压控制模块中的放大器U3A输出高电平，使三极管Q3导通，由于三极管Q2强烈的正反馈作用使等效SCR电路持续导通，通过三极管Q3把调制器U1的1号引脚电压拉低同时锁定电源，只有当AC重新再接入时才能恢复，从而保护逆变电源，在不同的应用场合，可对延迟时间进行调整，也适用于不延迟保护的场合。由于此种保护方式保护后输出电压与电流近似为零，开关元件不工作，不承受开关应力，因此此保护方式是一种相对安全的保护方式。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，包括：

保护单元和延时单元；所述保护单元与所述延时单元连接；

所述保护单元包括：脉宽调制模块、电源模块、恒流控制模块和恒压控制模块；其中所述脉宽调制模块的输出端与所述电源模块的输入端连接，所述恒流控制模块和所述恒压控制模块同时与所述电源模块的输出端连接；

所述脉宽调制模块包括：二极管D1、电容C2、电阻R1、电容C1、晶闸管Q1、采样电阻VR1和调制器U1，所述调制器U1的6号引脚同时与所述电容C2的一端和所述二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极输入工作电压，所述电容C2的另一端外接电源适配器，所述调制器U1的4号引脚与所述电阻R1的一端连接，所述调制器U1的2号引脚与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端外接电源适配器，所述调制器U1的1号引脚输入电压，所述调制器U1的1号引脚外接电源适配器，所述调制器U1的3号引脚与所述晶闸管Q1的栅极连接，所述调制器U1的5号引脚同时与所述采样电阻VR1的一端和所述晶闸管Q1的漏极连接，所述采样电阻VR1的另一端外接电源适配器。

2.根据权利要求1所述一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，

所述电源模块包括：变压器TR1、二极管D2、电容C3、采样电阻VR2；所述变压器TR1的1号引脚输入电压，所述变压器TR1的2号引脚与所述晶闸管Q1的源极连接，所述变压器TR1的3号引脚与所述二极管D2的正极连接，所述变压器TR1的4号引脚同时与所述电容C3的一端和所述采样电阻VR2的一端连接，所述二极管D2的负极与所述电容C3的另一端连接。

3.根据权利要求1所述一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，

所述恒流控制模块包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R10、电容C4、电容C5、二极管D3和放大器U2A；

所述放大器U2A的2号引脚的反相输入端同时与所述电容C4的一端和所述电阻R3的一端连接，所述放大器U2A的同相输入端同时与所述电阻R4的一端和所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端输入基准电压，所述电阻R4的另一端接地，所述放大器U2A的输出端同时与所述电阻R2的一端和所述电容C4的另一端连接，所述电阻R3的另一端与所述电容C5的一端连接且与采样电阻VR2的另一端连接且输出电压，所述电阻R2的另一端与所述二极管D3的负极连接，所述二极管D3的正极与所述电阻R10的一端连接。

4.根据权利要求1所述一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，

所述恒压控制模块包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C6、二极管D4、放大器U3A；所述放大器U3A的同相输入端引脚输入基准电压，所述放大器U3A的反相输入端同时与所述电阻R7的一端、所述电阻R8的一端和所述电阻R9的一端连接，所述电容C6的一端和所述电阻R7的另一端连接，所述放大器U3A的输出端同时与所述电容C6的另一端和所述电阻R6的另一端连接，所述电阻R6的另一端与所述二极管D4的负极连接，所述二极管D4的正极与电阻R10的一端连接，所述电阻R8的另一端接地，所述电阻R9的另一端与电阻R10的另一端连接且与二极管D2的负极连接并输出电压。

5.根据权利要求1所述一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，

所述晶闸管Q1为MOS管。

6.根据权利要求1所述一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，

所述调制器U1的型号为UV3942。

7.根据权利要求3和4任一项所述一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，所述放大器U2A和所述放大器U3A的型号均为LM358。

8.根据权利要求1所述一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，

所述延时单元包括：电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、放大器U4A、放大器U5A、二极管D5、二极管D6、三极管Q2、三极管Q3；

所述电容C8的一端同时与所述电阻R11的一端和所述二极管D6的正极连接且与所述调制器U1的1号引脚连接，所述电容C8的另一端同时与电容C7的一端连接，所述放大器U4A的同相输入端同时与所述电阻R11的另一端和所述电容C7的零要丢按连接，所述放大器U4A的反相输入端同时与所述电阻R13的一端和所述电阻R14的一端连接，所述电阻R13的另一端输入基准电压，所述电阻R14的另一端外接电源适配器，所述放大器U4A的输出端同时与所述电阻R12的一端、所述电阻R15的一端和所述放大器U5A的同相输入端连接，所述电阻R15的另一端与所述电容C9的一端连接，所述电容C9的另一端外接电源适配器，所述放大器U4A的反相输入端同时与所述电阻R16的一端和所述电阻R17的一端连接，所述电阻R16的另一端输入基准电压，所述电阻R17的另一端外接电源适配器，所述放大器U5A的输出端同时与所述电阻R20的一端和所述二极管D5的正极连接，所述电阻R20的另一端输入基准电压，所述二极管D5的负极与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端同时与所述电容C10的一端、所述电阻R19的一端、所述三极管Q3的基极和所述三极管Q2集电极连接，所述三极管Q3的发射极同时与所述电阻R19的另一端和所述电容C10的另一端连接且外接电源适配器，所述三极管Q2的基极同时与所述电阻R21的一端、所述三极管Q3的集电极和所述二极管D6的负极连接，所述三极管Q2的入射极同时与所述电阻R21的另一端和所述电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端输入基准电压。

9.根据权利要求8所述一种逆变电源过载倒转运行处理电路，其特征在于，

所述放大器U4A和所述放大器U5A的型号均为LM358。

10.一种逆变电源，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的逆变电源过载倒转运行处理电路。

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