[发明专利]基于ACS710的变频器过流保护电路及方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种基于ACS710的变频器过流保护电路及方法。

 

背景技术

现阶段，变频器行业内小功率机器短路过流保护常使用以下两种方案；方案1：电流检测电路做电流检测与短路保护；电流信号经检测器件（霍尔、电流检测电阻等）之后加放大电路与滤波电路再送与CPU处理。电流检测器件、放大电路、滤波电路和CPU处理皆不可避免存在延时，特别是小功率机器放大倍数较大和滤波效果要求较高时，此方案电路的响应时间在10us以上。逆变器输出短路时，瞬间电流是IGBT标称额定电流的数倍乃至数十倍，IBGT耐十倍额定电流的能力在10us以内,这导致变频器在短路时IGBT极易失效。方案2：母线上增加电流检测电路；此方案效果明显，但是需要增加线性光耦做隔离，与小功率机器体积小、成本低的发展趋势有违。

       

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种结构简单、设计合理、可靠性高、成本低及工作效率高的基于ACS710的变频器过流保护电路及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种基于ACS710的变频器过流保护电路，包括连接变频器的过流检测芯片、故障上拉电阻、使能上拉电阻、用于将芯片过流故障脚的下拉电压与参考电压值进行比较的第一比较器、用于对过流进行电平翻转保护的第二比较器、第十一电阻、第四电容、三极管、稳压管和硬件封锁子电路；所述故障上拉电阻与芯片过流故障脚连接且将其上拉，所述使能上拉电阻与芯片过流使能脚连接且将其上拉，且所述芯片过流故障脚与第一比较器的同相输入端连接，所述第一比较器的反相输入端连接参考电压源且其输出端与第二比较器的同相输入端连接，所述第二比较器的输出端连接SC信号；所述芯片过流使能脚连接三极管的发射极，所述第十一电阻与第四电容并联，且第四电容并接在SC信号与地之间，所述三极管的集电极接地，且所述第十一电阻和第四电容的公共端通过稳压管与三极管的基极连接，所述SC信号与硬件封锁子电路连接。

其中，所述电路还包括为芯片过流使能脚滤波的第一电容、为芯片过流故障脚设置延时时间的第二电容和为变频器设置过流点电阻的第二电阻及第四电阻；所述第一电容的一端分别与第一电阻和芯片过流使能脚连接，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端分别与第三电阻和芯片过流故障脚连接，所述第二电容的另一端接地，所述第二电阻和第四电阻串联且其公共端与过流检测芯片连接。

其中，所述电路还包括连接在第一比较器反相输入端与参考电压源之间的第七电阻，所述第七电阻还通过第十五电阻接地，且所述第一比较器的输出端通过第五电阻与第二比较器的同相输入端连接。

其中，所述电路还包括用于保护第二比较器的外围子电路，所述外围子电路包括第六电阻、第八电阻和将SC信号嵌位在0-5V之间的第一二极管及第二二极管，所述第二比较器的反相输入端通过第六电阻与第八电阻连接，且所述第六电阻和第八电阻的公共端连接第二比较器的输出端，所述第一二极管和第二二极管串联，且第一二极管和第二二极管的公共端与第二比较器的输出端连接，所述第二二极管的正极接地。

其中，所述电路还包括与第四电容并联的第十电阻，所述第十电阻的一端连接稳压管，所述第十电阻的另一端接地。

为实现上述目的，本发明还提供一种基于ACS710的变频器过流保护方法，包括以下步骤：

步骤A、利用过流检测芯片ACS710检测变频器的输出电流，输出过流时，芯片过流故障脚输出电压；

步骤B、过流检测芯片ACS710内部电流源开始下拉芯片过流故障脚的电压，下拉至保护电压设定值，比较器翻转，SC信号转为低电平；

步骤C、SC信号触发硬件封锁子电路将PWM驱动屏蔽；

步骤E、变频器输出短路解除，芯片过流故障脚开始充电复位；

步骤F、变频器进行正常工作。

其中，在所述步骤E之前还包括一步骤D，所述步骤D为：变频器输出短路未解除，芯片过流使能脚进行下拉至变频器输出短路解除。

其中，所述步骤B中过流检测芯片ACS710内部电流源的下拉能力为3mA, 保护电压设定值为2V。

与现有技术相比，本发明提供的基于ACS710的变频器过流保护电路及方法, 具有以下有益效果：