[发明专利]一种具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器

说明书

一种具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器，包括分压电阻器、高阻抗输入隔离放大器、运算放大器、栅极驱动器、IGBT模块、温度传感器、分流电阻器、精密隔离放大器、电压比较器、电动机、微控制器，本发明与传统的三相逆变器相比，对于直流总线欠压、过压、过载和过热有更好的保护，且栅极驱动器使用自举电源，可降低电源所需的成本。

技术领域

本发明涉及三相电能变换领域，具体涉及一种具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器。

技术背景

近些年来，功率半导体器件及控制技术得到快速的发展，并在电力电子领域得到泛应用，随着技术的不断革新，各种电力电子设备应运而生；逆变器是一种将直流电转换成交流电的装置，可以把电网的三相直流电能转化成人们需要利用的交流电能，随着逆变技术的发展，在一些关键技术领域已经有了很大的进步，逆变器按照源流性质可分为无源逆变器和有源逆变器；按照拓扑结构可分为两电平逆变器、三电平逆变器和多电平逆变器；按功率分类又可分为大功率逆变器、中功率逆变器和小功率逆变器。

传统的逆变器在性能上具有很多缺点，如直流总线过压、欠压、过载等，导致系统不能稳定运行；随着技术的迅速发展，越来越多的针对各类故障的逆变器应运而生，对于新型逆变器的研究，逐渐成为趋势，因此，针对逆变器过压、欠压、过载和过热等故障的研究，具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器，该逆变器通过传输到微控制器的信号进行电压、电流和温度的保护，应用前景十分广泛。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器包括分压电阻器、高阻抗输入隔离放大器、运算放大器、栅极驱动器、IGBT模块、温度传感器、分流电阻器、精密隔离放大器、电压比较器、电动机、微控制器，所述的分压电阻器输入端连接着直流电源；所述的分压电阻器输出端连接着高阻抗输入隔离放大器输入端；所述的高阻抗输入隔离放大器输出端连接着运算放大器输入端；所述的运算放大器输出端连接着微控制器；所述的分压电阻器输出端连接着IGBT模块输入端；所述的栅极驱动器输入端连接着PWM信号；所述的栅极驱动器输出端连接着IGBT模块输入端；所述的IGBT模块输出端连接着温度传感器输入端；所述的温度传感器输出端连接着高阻抗输入隔离放大器输入端；所述的高阻抗输入隔离放大器输出端连接着运算放大器输入端；所述的运算放大器输出端连接着微控制器；所述的IGBT模块输出端连接着分流电阻器输入端；所述的分流电阻器器输出端连接着电动机；所述的分流电阻器器输出端连接着精密隔离放大器的输入端；所述的精密隔离放大器输出端连接着运算放大器输入端；所述的运算放大器输出端连接着电压比较器输入端；所述的电压比较器输出端连接着微控制器。

作为本发明的进一步优化，本发明一种具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器所述的分压电阻器应根据直流总线为最大值的情况下，放大器的输入电压小于2V的条件进行选择。

作为本发明的进一步优化，本发明一种具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器所述的高阻抗输入隔离放大器采用AMC1311，它是一款高精度、高阻抗输入隔离放大器，通过磁场抗扰度较高的隔离栅隔离输出和输入电路，具有2V高阻抗输入范围，针对隔离式电压测量进行优化。

作为本发明的进一步优化，本发明一种具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器所述的运算放大器采用OPA320，它是一款经优化的精密、低功耗、单电源运算放大器，在1.8V到5.5V范围内运行，非常适合驱动ADC（模数转换器）。

作为本发明的进一步优化，本发明一种具有电压、电流和温度保护的隔离性三相逆变器所述的微控制器采用MCU TMS320F28027，它在处理、传感、驱动方面进行了优化，可提高实时控制中的闭环性能。