[发明专利]变频器驱动保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及变频器驱动领域，更具体地说，涉及一种变频器驱动综合保护电路。

背景技术

当变频器出现异常时，为了使变频器因异常造成的损失减少到最小、甚至减少到零，现有的变频器都很重视保护功能，在增加保护功能的同时提高保护功能的有效性。

目前变频器的保护功能主要通过以下方式实现：

(1)基于HCPL-316J驱动保护：通过检测IGBT在导通期间的管压降，判断IGBT是否处于过流、短路状态，并实施软关断与停机保护措施；其内部集成集电极发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路，为驱动电路的可靠工作提供保障。

(2)母线电阻采样式短路保护：在变频器母线直接串连取样电阻进行电流取样，取样电流与电机三相电流存在一定的关系，根据此关系确定短路阀值。

(3)输出电流短路保护：通过经电流霍尔对三相输出电流进行取样，电流信号分别经绝对值电路后相加引入电压比较器，与参考电平比较，如果高于参考电平，则比较输出保护，这一信号与微处理器的功率驱动保护中断输入引脚相连，则当过流时，PWM输出被自动置为高阻状态。

(4)快熔过流保护：在逆变模块供电回路串接快熔保险管，实现对逆变模块的过流保护。

(5)开关电源保护：基于UC3844反激式开关电源，具有体积小、重量轻、输出电压纹波小等优点，且稳定性好，电网电压浮动时，电源也能正常工作，因此，作为IGBT的驱动电源，达到满意的效果；但此电源控制芯片在保护方面比较缺乏，因此目前很多变频器厂家在驱动电源设计上也仅仅只有电源过流保护和欠压保护。

然而，上述保护电路虽各有优点，但是都不能同时满足成本低、可靠性高、速度快、功能全面要求。如HCPL-316J驱动保护，虽然此驱动保护功能全面，但成本高；母线电流短路保护，虽然方法简单、速度快、但保护的功能不全面，而且高速光耦成本也不低；输出电流短路保护，虽然既可以做电流采样、又可以做电流短路保护，却没有直通保护功能；快熔过流保护，可以说是过流保护最简单的方法，但是这种保护动作慢，不能实现快速保护，尤其是不能直接保护IGBT、MOSFET等；而开关电源保护，只有电源控制芯片UC3844本身固有的过流保护和欠压保护，其他保护严重缺乏，更不用谈把变频器输出短路保护与电源保护结合于一体。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述变频器保护价格昂贵、功能不够全面等问题，提供一种变频器驱动综合保护电路。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种变频器驱动保护电路，包括采样单元、比较单元、保护输出单元，其中：

所述采样单元的输入端连接到变频器的直流母线，用于将所述直流母线的电流值转换为电压值输出；

所述比较单元的输入端连接到采样单元的输出端，用于在其输入端的电压值大于第一阈值时输出开关导通信号；

所述保护输出单元用于根据所述比较单元输出的开关导通信号输出保护信号。

在本发明所述的变频器驱动保护电路中，还包括欠压保护单元，所述欠压保护单元的输入端连接到变频器的驱动电源、输出端连接到所述比较单元的输入端，该欠压保护单元用于在其输入端电压小于第二阈值时通过其输出端输出大于第一阈值的电压。

在本发明所述的变频器驱动保护电路中，还包括芯片保护单元，所述芯片保护单元的输入端连接到电源芯片的基准源引脚、输出端连接到所述比较单元的输入端，该芯片保护单元用于在电源芯片的基准源引脚输出低电平时通过其输出端输出大于第一阈值的电压。

在本发明所述的变频器驱动保护电路中，还包括高压保护单元，所述高压保护单元的输入端连接到变频器的驱动电源、输出端连接到所述电源芯片的供电引脚，该高压保护单元用于在其输入端电源大于第三阈值时使其输出端的电压高于第四阈值。

在本发明所述的变频器驱动保护电路中，所述保护输出单元包括有光耦合器，所述光耦合器的发光二极管根据比较单元输出的开关信号开启或关闭，所述保护输出单元的输出端位于光耦合器的光电三极管侧。

在本发明所述的变频器驱动保护电路中，所述保护输出单元包括位于光耦合器的光电三极管侧的光耦加速电路，所述光耦加速电路包括第五电阻、第六电阻第七电阻以及第五三极管，其中第五电阻和第六电阻串接到光耦合器的光电三极管的发射极和参考地之间，第五三极管通过其基极和发射极并联连接到第六电阻的两端，所述第五三极管的集电极经由第七电阻连接到高电平，所述保护输出单元的输出端位于第五三极管的集电极。