專利名稱：一種逆變電路過流檢測系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及逆變電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種逆變電路過流檢測系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
逆變電路是一種把直流變交流的電路結(jié)構(gòu)設(shè)備，現(xiàn)已得到廣泛的應(yīng)用。一般逆變電路包含直流電壓源和通過脈寬調(diào)制(PWM)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件而連接到輸出平滑電容器，以生成所需要的輸出電壓。但是為了確保逆變電路的使用壽命，必須防止逆變電路短路或過載給逆變電路內(nèi)部器件，尤其是開關(guān)器件帶來的損害。目前，普遍采用逆變電路短路或過載保護(hù)電路對(duì)逆變電路進(jìn)行保護(hù)。傳統(tǒng)的短路或過載保護(hù)方法通常是由硬件電路通過逐波限流限制PWM信號(hào)的輸出，從而限制輸出電壓和電流，而后經(jīng)過幾個(gè)工頻周期利用軟件檢測方法來關(guān)閉PWM信號(hào)。此方法需要復(fù)雜的電路來限制短路電流，軟件測試也具有一定的復(fù)雜度。而且，此方法需要經(jīng)過幾個(gè)工頻周期才能對(duì)逆變電路的開關(guān)器件起到保護(hù)作 用，這樣，逆變電路內(nèi)部的開關(guān)器件在短路或過載時(shí)必須要承受幾個(gè)工頻周期電流的損害。傳統(tǒng)方法對(duì)逆變電路的短路或過載保護(hù)電路體積大，軟件測試復(fù)雜，成本高昂，而且效果不
其理相
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種電路簡單、檢測方便、保護(hù)及時(shí)以及成本低的逆變電路過流檢測系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供上述逆變電路過流檢測系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的檢測方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種逆變電路過流檢測系統(tǒng)包括逆變電路、用于采集逆變電路的電流信號(hào)，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并輸出至微控制器的檢測電路以及接收微控制器輸出的控制信號(hào)并根據(jù)控制信號(hào)控制PWM信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路，所述檢測電路包括通過電阻Rl與逆變電路連接的穩(wěn)壓二極管ZD1，穩(wěn)壓二極管ZDl的正極與三極管Q5的基極連接，同時(shí)通過并聯(lián)連接的電阻R2和電容Cl接地，三極管Q5發(fā)射極接地，集電極通過電阻R3與直流電源連接，微控制器與三極管Q5的集電極連接。具體地，所述微控制器設(shè)置有用于記錄輸入微控制器的信號(hào)脈沖次數(shù)的計(jì)數(shù)器。具體地，所述微控制器還設(shè)置有用于定時(shí)將計(jì)數(shù)器清零的定時(shí)器。具體地，所述逆變電路為全橋逆變電路。具體地，所述NPN三極管Q5的集電極與微控制器的外部中斷口連接。具體地，所述逆變電路短路檢測方法，包括以下步驟步驟I、預(yù)先設(shè)置逆變電路過流檢測系統(tǒng)上電工作時(shí)，所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量Count清零，所述定時(shí)器的計(jì)時(shí)變量t清零，計(jì)時(shí)器設(shè)置為下降沿觸發(fā)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限值N以及定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間T。步驟2、逆變電路過流檢測系統(tǒng)上電工作，啟動(dòng)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器等待下降沿觸發(fā)，定時(shí)器每累計(jì)到定時(shí)時(shí)間T時(shí)，將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量Count和計(jì)時(shí)變量t清零。
步驟3、若微控制器的外部中斷口接收到下降沿信號(hào)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量Count加一，判斷計(jì)數(shù)變量Count是否大于等于N，若Count大于等于N，則執(zhí)行步驟4，否則執(zhí)行步驟3。步驟4、微控制器向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送終止信號(hào)以關(guān)閉逆變PWM信號(hào)。具體地，所述定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間T為20ms。具體地，所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限值N為4。本發(fā)明一種逆變電路過流檢測系統(tǒng)及其方法的工作原理為檢測電路采集逆變電路的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，微控制器接收檢測電路輸出的電壓信號(hào)。若逆變電路正常工作，則微控制器接收一個(gè)具有固定值電壓信號(hào)；若逆變電路短路或過載，微控制器接收到一系列的尖脈沖信號(hào)。微控制器內(nèi)設(shè)置有定時(shí)器和用于記錄尖脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器，定時(shí)器每次達(dá)到定時(shí)時(shí)間，計(jì)數(shù)器和定時(shí)器則自動(dòng)清零。若微控制器檢測 到在定時(shí)時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量大于等于預(yù)先設(shè)定的計(jì)數(shù)上限值，則判斷逆變電路短路或過載，向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送終止信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路接收到終止信號(hào)，關(guān)閉PWM信號(hào)。本發(fā)明創(chuàng)造相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果I、本發(fā)明的檢測電路簡單，硬件成本低。2、本發(fā)明的軟件測試方法方便、簡單。3、本發(fā)明提供的檢測方法實(shí)時(shí)性強(qiáng)，能及時(shí)檢測出逆變電路的短路或過載狀態(tài)，從而關(guān)閉PWM信號(hào)，能高效及時(shí)地保護(hù)逆變電路。


圖I為本發(fā)明一種逆變電路過流檢測系統(tǒng)的原理框圖；圖2為實(shí)施例中逆變電路和檢測電路的電路原理圖；圖3為基于逆變電路過流檢測系統(tǒng)的外部中斷程序流程圖；圖4為基于逆變電路過流檢測系統(tǒng)的定時(shí)程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖I所示，一種逆變電路過流檢測系統(tǒng)包括逆變電路、用于采集逆變電路的電流信號(hào)，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并輸出至微控制器的檢測電路以及接收微控制器輸出的控制信號(hào)并根據(jù)控制信號(hào)控制PWM信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路。如圖2所示，所述逆變電路為全橋逆變電路。其中MOS管Q1、M0S管Q2、M0S管Q3以及MOS管Q4均為N溝道耗盡型MOS管。MOS管Ql和MOS管Q3的漏極均與直流總線輸入端(BUS+)連接，MOS管Ql源極通過并聯(lián)連接的電阻RO和電容C2后通過串聯(lián)電感LI與MOS管Q3的源極連接；M0S管Q2的漏極與MOS管Ql的源極連接，MOS管Q4的漏極與MOS管Q3的源極連接；M0S管Q2的源極與MOS管Q4的源極均與直流總線輸出端(BUS-)連接，同時(shí)通過電阻R4接地；M0S管Ql的柵極接脈寬調(diào)制信號(hào)PMW1，MOS管Q2的柵極接脈寬調(diào)制信號(hào)PMW2, MOS管Q3的柵極接脈寬調(diào)制信號(hào)PMW3，MOS管Q4的柵極接脈寬調(diào)制信號(hào)PMW4，其中脈寬調(diào)制信號(hào)PMWl、脈寬調(diào)制信號(hào)PMW4與脈寬調(diào)制信號(hào)PMW2、脈寬調(diào)制信號(hào)PMW3互補(bǔ)。所述檢測電路包括電阻Rl和穩(wěn)壓二極管ZD1，其中電阻Rl的一端與逆變電路的MOS管Q2和MOS管Q4的源極連接，另一端與穩(wěn)壓二極管ZDl的負(fù)極連接，穩(wěn)壓二極管ZDl的正極與NPN三極管Q5的基極連接，同時(shí)通過并聯(lián)連接的電阻R2和電容Cl接地，NPN三極管Q5發(fā)射極接地，集電極通過電阻R3與直流電源連接，微控制器與三極管Q5的集電極連接。檢測電路從NPN三極管Q5集電極輸出的電壓信號(hào)通過微控制器的外部中斷口輸入至微控制器。所述微控制器設(shè)置有定時(shí)器和用于記錄輸入微控制器的信號(hào)脈沖次數(shù)的計(jì)數(shù)器。根據(jù)圖3、圖4流程圖所示，所述逆變電路過流檢測方法，包括以下步驟步驟I、預(yù)先設(shè)置逆變電路過流檢測系統(tǒng)上電工作時(shí)，所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量 Count清零，所述定時(shí)器的計(jì)時(shí)變量t清零，計(jì)時(shí)器設(shè)置為下降沿觸發(fā)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限值4以及定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間20ms。步驟2、逆變電路過流檢測系統(tǒng)上電工作，啟動(dòng)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器等待下降沿觸發(fā)，定時(shí)器每累計(jì)到定時(shí)時(shí)間20ms時(shí)，將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量Count和計(jì)時(shí)變量t清零。步驟3、若微控制器的外部中斷口接收到下降沿信號(hào)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量Count加一，判斷計(jì)數(shù)變量Count是否大于等于4，若Count大于等于4，則執(zhí)行步驟4，否則執(zhí)行步驟3。步驟4、微控制器向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送終止信號(hào)以關(guān)閉逆變PWM信號(hào)。本發(fā)明一種逆變電路過流檢測系統(tǒng)及其方法的工作原理為檢測電路采集逆變電路的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，微控制器接收檢測電路輸出的電壓信號(hào)。若逆變電路正常工作，則微控制器接收一個(gè)具有固定值電壓信號(hào)；若逆變電路短路或過載，微控制器接收到一系列的尖脈沖信號(hào)。微控制器內(nèi)設(shè)置有定時(shí)器和用于記錄尖脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器，定時(shí)器每次達(dá)到定時(shí)時(shí)間，計(jì)數(shù)器和定時(shí)器則自動(dòng)清零。若微控制器檢測到在定時(shí)時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量大于等于預(yù)先設(shè)定的計(jì)數(shù)上限值，則判斷逆變電路短路或過載，向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送終止信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路接收到終止信號(hào)，關(guān)閉PWM信號(hào)。本發(fā)明的檢測電路簡單，硬件成本低，而且軟件測試方法方便、簡單，同時(shí)本發(fā)明提供的檢測方法實(shí)時(shí)性強(qiáng)，能及時(shí)檢測出逆變電路的短路或過載狀態(tài)，從而關(guān)閉逆變PWM信號(hào)，能高效及時(shí)地保護(hù)逆變電路。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種逆變電路過流檢測系統(tǒng)，包括逆變電路、用于采集逆變電路的電流信號(hào)，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并輸出至微控制器的檢測電路以及接收微控制器輸出的控制信號(hào)并根據(jù)控制信號(hào)控制PWM信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述檢測電路包括通過電阻Rl與逆變電路連接的穩(wěn)壓二極管ZD1，穩(wěn)壓二極管ZDl的正極與三極管Q5的基極連接，同時(shí)通過并聯(lián)連接的電阻R2和電容Cl接地，NPN三極管Q5發(fā)射極接地，集電極通過電阻R3與直流電源連接，微控制器與NPN三極管Q5的集電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的逆變電路過流檢測系統(tǒng)，其特征在于所述微控制器設(shè)置有用于記錄輸入微控制器的信號(hào)脈沖次數(shù)的計(jì)數(shù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變電路過流檢測系統(tǒng)，其特征在于所述微控制器還設(shè)置 有用于定時(shí)將計(jì)數(shù)器清零的定時(shí)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆變電路過流檢測系統(tǒng)，其特征在于所述逆變電路為全橋逆變電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變電路過流檢測系統(tǒng)，其特征在于所述NPN三極管Q5的集電極與微控制器的外部中斷口連接。
6.一種基于權(quán)利要求5所述的逆變電路短路檢測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于 步驟I、預(yù)先設(shè)置逆變電路過流檢測系統(tǒng)上電工作時(shí)，所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量Count清零，所述定時(shí)器的計(jì)時(shí)變量t清零，計(jì)時(shí)器設(shè)置為下降沿觸發(fā)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限值N以及定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間T。
步驟2、逆變電路過流檢測系統(tǒng)上電工作，啟動(dòng)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器等待下降沿觸發(fā)，定時(shí)器每累計(jì)到定時(shí)時(shí)間T時(shí)，將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量Count和計(jì)時(shí)變量t清零。
步驟3、若微控制器的外部中斷口接收到下降沿信號(hào)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量Count加一，判斷計(jì)數(shù)變量Count是否大于等于N，若Count大于等于N，則執(zhí)行步驟4，否則執(zhí)行步驟3。
步驟4、微控制器向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送終止信號(hào)以關(guān)閉PWM信號(hào)。 .根據(jù)權(quán)利要求6所述逆變電路短路檢測方法，其特征在于所述定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間T為 20ms。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述逆變電路短路檢測方法，其特征在于所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限值N為4。
全文摘要
本發(fā)明涉及逆變電路過流檢測系統(tǒng)及其方法，其中檢測電路采集逆變電路的電流信號(hào)，并換成電壓信號(hào)輸出至微控制器，若逆變電路短路或過載，微控制器接收到一系列的尖脈沖信號(hào)。微控制器內(nèi)設(shè)置有定時(shí)器和用于記錄尖脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器。若微控制器檢測到在定時(shí)時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量大于等于預(yù)先設(shè)定的計(jì)數(shù)上限值，則判斷逆變電路短路或過載，此時(shí)微控制器向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送終止信號(hào)，關(guān)閉PWM信號(hào)。本發(fā)明的檢測電路簡單，硬件成本低，而且軟件測試方法方便、簡單，同時(shí)本發(fā)明提供的檢測方法實(shí)時(shí)性強(qiáng)，能及時(shí)檢測出逆變電路的短路或過載狀態(tài)，從而關(guān)閉PWM信號(hào)，能高效及時(shí)地保護(hù)逆變電路。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102830263SQ201210320189
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者蘭維機(jī), 張世桐, 咸立坤 申請(qǐng)人:惠州三華工業(yè)有限公司