本發(fā)明屬于控制電路領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻器及其逐波限流保護電路。

背景技術(shù)：

變頻器(Variable-frequency Drive，VFD)是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。

隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器已得到了越來越廣泛的應用，同時對變頻器也提出了越來越高的要求，用戶對變頻器體積的要求也越來越小，功能的要求逐步增加。在這種情況下，變頻器對DSP的資源需求也逐漸緊張起來，由于DSP處理逐波限流的資源往往和其他資源使共用，導致部分廠家在保持DSP資源不變的條件下選擇了功能，放棄了逐波限流，這樣雖然滿足了用戶需求，但也犧牲了變頻器的部分保護功能，而無逐波限流功能的變頻器在對應負載異常，電流突變頻繁時，往往就只能依靠軟件和硬件的過流保護功能來保護變頻器。但是，僅僅依靠過流保護功能存在以下缺陷：

1)過流保護一旦觸發(fā)，變頻器立即警報故障封鎖輸出，必須要復位才能再次運行，無法滿足用戶的需求；

2)IGBT的開斷有一定的承受沖擊的次數(shù)，若頻繁的突變電流沖擊IGBT的過流點，超出IGBT的反向偏置安全工作區(qū)(RBSOA)，最終使變頻器出現(xiàn)炸機損壞，嚴重影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種變頻器及其逐波限流保護電路，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)無法解決的結(jié)構(gòu)復雜、產(chǎn)品可靠性低以及用戶體驗差的問題。

本發(fā)明第一方面提供一種變頻器逐波限流保護電路，包括比較模塊、邏輯模塊以及判斷模塊；

比較模塊的輸入端接收硬件限流信號，所述比較模塊的輸出端連接所述邏輯模塊的第一輸入端，所述邏輯模塊的第二輸入端接收直流電源輸出的直流電平信號，所述邏輯模塊的輸出端連接所述判斷模塊的第一輸入端，所述判斷模塊的第二輸入端接收驅(qū)動開關(guān)信號；

所述比較模塊將所述硬件限流信號的電平與基準電平進行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成第一電平信號，并將所述第一電平信號輸出至所述邏輯模塊；

所述邏輯模塊將接收到的所述第一電平信號的電平與所述直流電平信號的電平進行邏輯處理，生成第二電平信號，并將所述第二電平信號輸出至所述判斷模塊；

所述判斷模塊將接收到的所述第二電平信號與驅(qū)動開關(guān)信號進行邏輯處理，生成驅(qū)動使能信號。

本發(fā)明第二方面提供一種變頻器，包括：逐波限流保護電路、電流檢測電路、驅(qū)動開關(guān)電路以及控制開關(guān)電路；所述電流檢測電路的輸出端連接所述逐波限流保護電路的第一輸入端，所述驅(qū)動開關(guān)電路的輸出端連接所述逐波限流保護電路的第二輸入端，所述逐波限流保護電路的輸出端連接所述控制開關(guān)電路的輸入端；

所述電流檢測電路輸出所述硬件限流信號至所述逐波限流保護電路，所述驅(qū)動開關(guān)電路輸出驅(qū)動開關(guān)信號至所述逐波限流保護電路，所述逐波限流保護電路根據(jù)接收到的所述硬件限流信號與所述驅(qū)動開關(guān)信號，生成所述驅(qū)動使能信號，并將所述驅(qū)動使能信號輸出至所述控制開關(guān)電路，控制所述變頻器的輸出電流。

在本發(fā)明中，通過在變頻器中采用包括比較模塊、邏輯模塊以及判斷模塊的逐波限流保護電路，比較模塊將硬件限流信號的電平與基準電平進行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成第一電平信號，并將第一電平信號輸出至邏輯模塊；邏輯模塊將接收到的第一電平信號的電平與直流電平信號的電平進行邏輯處理，生成第二電平信號，并將第二電平信號輸出至判斷模塊；判斷模塊將接收到的第二電平信號與驅(qū)動開關(guān)信號進行邏輯處理，生成驅(qū)動使能信號，控制變頻器輸出的電流，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法解決的變頻器逐波限流電路結(jié)構(gòu)復雜、產(chǎn)品可靠性低以及用戶體驗差的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例所提供的變頻器逐波限流電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例所提供的變頻器逐波限流電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例所提供的變頻器逐波限流電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明實施例所提供的變頻器的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在本發(fā)明實施例中，通過在變頻器中采用包括比較模塊、邏輯模塊以及判斷模塊的逐波限流保護電路，其中，比較模塊將硬件限流信號的電平與基準電平進行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成第一電平信號，并將第一電平信號輸出至邏輯模塊；邏輯模塊將接收到的第一電平信號的電平與直流電平信號的電平進行邏輯處理，生成第二電平信號，并將第二電平信號輸出至判斷模塊；判斷模塊將接收到的第二電平信號與驅(qū)動開關(guān)信號進行邏輯處理，生成驅(qū)動使能信號，控制變頻器輸出的電流，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法解決的變頻器逐波限流電路結(jié)構(gòu)復雜、產(chǎn)品可靠性低以及用戶體驗差的問題。

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種變頻器逐波限流電路的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

一種變頻器逐波限流保護電路10，包括比較模塊101、邏輯模塊102以及判斷模塊103。

比較模塊101的輸入端接收硬件限流信號HLC，比較模塊101的輸出端連接邏輯模塊102的第一輸入端，邏輯模塊102的第二輸入端接收直流電源100輸出的直流電平信號，邏輯模塊102的輸出端連接判斷模塊103的第一輸入端，判斷模塊103的第二輸入端接收驅(qū)動開關(guān)信號LOCK。

比較模塊101將硬件限流信號HLC的電平與基準電平進行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成第一電平信號，并將第一電平信號輸出至邏輯模塊102。

邏輯模塊102將接收到的第一電平信號的電平與直流電平信號的電平進行邏輯處理，生成第二電平信號，并將第二電平信號輸出至判斷模塊103。

判斷模塊103將接收到的第二電平信號與驅(qū)動開關(guān)信號LOCK進行邏輯處理，生成驅(qū)動使能信號LOCKENABLE。

圖2示出了本發(fā)明實施例提供的一種變頻器逐波限流電路的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

一種逐波限流保護電路10還包括：限流模塊104、濾波模塊105以及控制模塊106。

直流電源100的輸出端連接限流模塊104的輸入端，限流模塊104的輸出端連接濾波模塊105的電流輸入端，濾波模塊105的電流輸出端連接控制模塊106的輸入端，控制模塊106的輸出端連接邏輯模塊102的輸出端，濾波模塊105的信號輸出端連接判斷模塊103的第一輸入端。

直流電源100為限流模塊104提供恒定的電流；濾波模塊105過濾干擾信號；控制模塊106控制電流的流向。

圖3示出了本發(fā)明實施例提供的一種變頻器逐波限流電路的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

限流模塊104為電阻R4，濾波模塊105包括電容C1和電阻R5，控制模塊106為二極管D1。

電阻R4的第一端連接直流電源100，電阻R4的另一端與電容C1的第一端、電阻R5的第一端以及判斷模塊103的第一輸入端相連接，電阻R5的第二端連接二極管D1的正極，二極管D1的負極連接邏輯模塊102的輸出端，電容C1的第二端接地。

直流電源100提供的電流通過電阻R4限流后，通過電阻R5輸出至二極管D1，通過二極管D1，輸出至邏輯器件U2的輸出端，控制電流的流向。

具體來說，直流電源100提供電流在通過電阻R4后，按照一般情況，會有2個輸出方向，其中，一個是控制模塊106方向，另一個是判斷模塊103方向，但是電路設(shè)計中，如果有未知電流流向判斷模塊103，將會影響驅(qū)動使能信號LOCKENABLE的輸出，因此，在電路涉及中加入了二極管D1，利用二極管D1的特性來控制電流的輸出方向，使得經(jīng)過限流模塊104的電流流向濾波模塊105方向。濾波模塊105利用RC電路的特性，對流經(jīng)的電平信號中的干擾信號進行過濾。

進一步地，比較模塊101包括：電阻R1、電阻R2、比較器U1、電阻R3。

比較器U1的反相輸入端接收硬件限流信號HLC，比較器U1的正相輸入端“+”端與電阻R1的第一端、電阻R2的第一端相連接；比較器U1的電源端與直流電源100、電阻R1的第二端以及電阻R3的第一端相連接；比較器U1的接地端與電阻R2的第二端共接于地；比較器U1的輸出端與電阻R3的第二端、邏輯模塊102的第一輸入端相連接。

比較器U1的反相輸入端“-”端接收硬件限流信號HLC，比較器U1將硬件限流信號HLC的電平與基準電平進行比較，若硬件限流信號HLC的電平高于基準電平，則比較模塊101輸出第一電平信號至邏輯模塊102。

需要說明的是，比較器是對兩個或多個數(shù)據(jù)項進行比較，以確定它們是否相等，或確定它們之間的大小關(guān)系及排列順序稱為比較。能夠?qū)崿F(xiàn)這種比較功能的電路或裝置稱為比較器。比較器是將一個模擬電壓信號與一個基準電壓相比較的電路。比較器的兩路輸入為模擬信號，輸出則為二進制信號0或1，當輸入電壓的差值增大或減小且正負符號不變時，其輸出保持恒定。

優(yōu)選地，比較器U1的型號為LM339。

進一步地，邏輯模塊102包括：邏輯器件U2。

邏輯器件U2的第一輸入端為邏輯模塊102的第一輸入端。

邏輯器件U2的第一輸入端連接比較模塊101的輸出端，邏輯器件U2的第二輸入端連接直流電源100，邏輯器件U2的輸出端連接判斷模塊103的第一輸入端。

邏輯器件U2的第一輸入端接收第一電平信號，邏輯器件U2的第二輸入端接收直流電平信號，邏輯器件U2將第一電平信號與直流電平信號進行邏輯運算，生成第二電平信號，并將第二電平信號輸出至判斷模塊103的第一輸入端。

優(yōu)選地，邏輯器件U2為與門；邏輯運算為邏輯與運算。

需要說明的是，與門(英語：AND gate)又稱“與電路”、邏輯“積”、邏輯“與”電路。是執(zhí)行“與”運算的基本邏輯門電路。有多個輸入端，一個輸出端。當所有的輸入同時為高電平(邏輯1)時，輸出才為高電平，否則輸出為低電平(邏輯0)。

進一步地，判斷模塊103包括邏輯器件U3。

邏輯器件U3的第一輸入端為判斷模塊103的第一輸入端。

邏輯器件U3的第一輸入端接收第二電平信號，邏輯器件U3的第二輸入端接收驅(qū)動開關(guān)信號LOCK，邏輯器件U3將第二電平信號與驅(qū)動開關(guān)信號LOCK進行邏輯運算，生成驅(qū)動使能信號LOCKENABLE。

優(yōu)選地，邏輯器件U3為與門；邏輯運算為邏輯與運算。

以下結(jié)合工作原理對變頻器逐波限流保護電路作進一步說明：

變頻器1在正常運行時，驅(qū)動開關(guān)信號LOCK信號會為高；變頻器1在停機或故障時，驅(qū)動開關(guān)信號LOCK信號才會為低。

正常情況下，硬件限流信號HLC電壓低于比較器U1的正相輸入端“+”端的基準電壓，此時比較器U1輸出端輸出的第一電平為高電平，進入邏輯器件U2的兩個輸入端輸入的電平都為高電平，則邏輯器件U2輸出的第二電平為高電平，邏輯器件U3的第二輸入端輸入的驅(qū)動開關(guān)信號LOCK為高電平，最終輸出的驅(qū)動使能信號LOCKENABLE的電平的高低由驅(qū)動開關(guān)信號LOCK的電平的高低來決定。正常運行時，驅(qū)動開關(guān)信號LOCK的電平為高高電平，則驅(qū)動使能信號LOCKENABLE的電平為高電平，從而驅(qū)動使能。

硬件限流信號HLC進入與比較器U1反相輸入端“-”端，其電壓與比較器U1正相輸入端“+”端的基準電壓比較，若硬件限流信號HLC的電壓高于基準電壓，則比較器U1輸出端輸出的第一電平信號為低電平，此低電平進入邏輯器件U2的第一輸入端，與邏輯器件U2的第二輸入端的高電平運算后，按照與門邏輯，邏輯器件U2輸出的第一電平信號為低電平，在電路設(shè)計中，將電阻R3的阻值設(shè)置為遠遠小于電阻R4的阻值，因此，進入邏輯器件U3的第一輸入端的第一電平信號為低電平，則無論邏輯器件U3的第二輸入端輸入的驅(qū)動開關(guān)信號LOCK為高或低，邏輯器件U3輸出端輸出的驅(qū)動使能信號LOCKENABLE的電平始終為低電平，最終以驅(qū)動使能信號LOCKENABLE作為驅(qū)動信號使能的最終條件。

本發(fā)明實施例的另一目的還在于提供了一種變頻器，該變頻器包括逐波限流保護電路、電流檢測電路、驅(qū)動開關(guān)電路以及控制開關(guān)電路。

在本發(fā)明實施例中，通過在變頻器中采用包括逐波限流保護電路10、電流檢測電路20、驅(qū)動開關(guān)電路30以及控制開關(guān)電路40，電流檢測電路20輸出硬件限流信號HLC至逐波限流保護電路10，驅(qū)動開關(guān)電路30輸出驅(qū)動開關(guān)信號LOCK至逐波限流保護電路10，逐波限流保護電路10根據(jù)接收到的硬件限流信號HLC與驅(qū)動開關(guān)信號LOCK，生成驅(qū)動使能信號LOCKENABLE，并將驅(qū)動使能信號LOCKENABLE輸出至控制開關(guān)電路40，控制變頻器的輸出電流，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法解決的變頻器逐波限流電路結(jié)構(gòu)復雜、產(chǎn)品可靠性低以及用戶體驗差的問題。

圖4示出了本發(fā)明實施例提供的一種變頻器的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

一種變頻器1包括：上述逐波限流保護電路10、電流檢測電路20、驅(qū)動開關(guān)電路30以及控制開關(guān)電路40，電流檢測電路20的輸出端連接逐波限流保護電路10的第一輸入端，驅(qū)動開關(guān)電路30的輸出端連接逐波限流保護電路10的第二輸入端，逐波限流保護電路10的輸出端連接控制開關(guān)電路40的輸入端。

電流檢測電路20輸出硬件限流信號HLC至逐波限流保護電路10，驅(qū)動開關(guān)電路30輸出驅(qū)動開關(guān)信號LOCK至逐波限流保護電路10，逐波限流保護電路10根據(jù)接收到的硬件限流信號HLC與驅(qū)動開關(guān)信號LOCK，生成驅(qū)動使能信號LOCKENABLE，并將驅(qū)動使能信號LOCKENABLE輸出至控制開關(guān)電路40，控制變頻器1的輸出電流。

在本發(fā)明實施例通過在變頻器1中采用包括比較模塊101、邏輯模塊102、判斷模塊103的逐波限流保護電路10，比較模塊101將硬件限流信號HLC的電平與基準電平進行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成第一電平信號，并將第一電平信號輸出至所述邏輯模塊102；邏輯模塊102將接收到的第一電平信號的電平與直流電平信號的電平進行邏輯處理，生成第二電平信號，并將第二電平信號輸出至判斷模塊103；判斷模塊103將接收到的第二電平信號與驅(qū)動開關(guān)信號LOCK進行邏輯處理，生成驅(qū)動使能信號LOCKENABLE，控制變頻器1輸出的電流，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法解決的變頻器逐波限流電路結(jié)構(gòu)復雜、產(chǎn)品可靠性低以及用戶體驗差的問題。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權(quán)利要求的保護范圍為準。