[实用新型]变频器状态监测电路和包含该电路的变频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术，特别涉及一种变频器状态监测电路以及包含该电路的变频器。

背景技术

变频器是应用变频技术，通过改变电机工作频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流滤波单元、逆变单元、驱动单元和控制单元等组成。变频器通过控制内部的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开断，向电机提供所需的电压和频率。

变频器一般配备状态监测电路，该电路对直流母线上的电流进行测量并且在电流超出阈值时输出指示信号。图1为按照现有技术的一种典型的变频器状态监测电路的电路原理图。图1所示的监测电路110 包括高边分流电阻器R_HS、低边分流电阻器R_LS、第一检测电路111、第二检测电路112和电源电路113。如图1所示，高边分流电阻器R_HS接入整流单元120与逆变器单元130之间的直流正母线DC+，第一检测电路111测量高边分流电阻器R_HS两端的电压差并且将该电压差与参考信号进行比较，如果前者超过后者，则第一检测电路111将向微控制器输出相应的指示信号。另一方面，低边分流电阻器R_LS接入整流单元120与逆变器单元130之间的直流负母线DC-，第二检测电路 112测量低边分流电阻器R_LS两端的电压差并且将该电压差与参考信号进行比较，如果前者超过后者，则第二检测电路112也将向微控制器输出相应的指示信号。

第一检测电路111包括串联连接的差分运算放大器和比较器，前者对高边分流电阻器R_HS两端电压差的测量信号进行放大，后者将放大后的信号与参考信号进行比较。电源电路113通常采用由串联连接的稳压管和限流电阻器组成的稳压电路，该稳压电路产生的电压被提供给第一检测电路111作为差分运算放大器和比较器的电源电压。这种电源存在诸多缺点。例如由于稳压管的接地电位取自直流正母线，因此引入较多噪声，使得必须选用具有高抗干扰的运算放大器，从而导致成本增加。此外，限流电阻器的发热现象严重，这造成变频器的功耗增加和可靠性降低。

在现有技术的变频器状态监测电路中，为了抑制尖峰干扰，低边分流电阻器R_LS需要采用极低电感的电阻器，而且还需在低边分流电阻器R_LS两端并联连接电容器，这些都将增加成本。

因此提供一种能够克服上述诸多缺陷的变频器状态监测电路是迫切需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种抗干扰能力强的低成本变频器状态监测电路。

按照本实用新型一个方面的变频器状态监测电路包括：

接入变频器的直流正母线的高边分流电阻器；

第一检测电路，其包含串联耦合的第一放大器和第一比较器，所述第一放大器的两个输入端耦合在所述高边分流电阻器的两端，所述第一比较器的两个输入端分别与所述放大器的输出端和第一参考信号端耦合；

多个低边分流电阻器，每个所述低边分流电阻器耦合在变频器的直流负母线与变频器的逆变器单元的其中一个下桥臂之间；以及

第二检测电路，其包含多个检测单元，每个检测单元包括串联耦合的第二放大器和第二比较器，所述第二放大器的两个输入端耦合在其中一个所述低边分流电阻器的两端，所述第二比较器的两个输入端分别与第二参考信号端和相应的所述第二放大器的输出端耦合。

优选地，上述变频器状态监测电路进一步包括电源电路，所述电源电路包括以反向偏置方式耦合在所述直流正母线与直流负母线之间的稳压管和并联连接在所述稳压管两端的分压电阻器，所述分压电阻器之间的抽头被用作所述第一参考信号端和第二参考信号端。

优选地，在上述变频器状态监测电路中，所述电源电路进一步包括连接在所述稳压管与所述直流负母线之间的限流电阻器，并且所述稳压管与所述限流电阻器的共接点为所述第一放大器和第一比较器提供虚拟浮点接地。

优选地，在上述变频器状态监测电路中，所述第一检测电路进一步包括与所述第一比较器的输出端耦合的光电耦合器。

优选地，在上述变频器状态监测电路中，所述第一放大器和第一比较器的正电源端经滤波电路与所述直流正母线耦合，并且负电源端与所述虚拟浮点接地相连。

优选地，在上述变频器状态监测电路中，所述第二检测电路进一步包括或门电路，所述或门电路的输入端与各个检测单元中的所述第二比较器的输出端耦合。

本实用新型的另一个目的是提供一种包含上述变频器状态监测电路的变频器，其具有成本低和可靠性高等优点。