[实用新型]高压变频器功率单元驱动保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压变频器技术领域，特别涉及一种高压变频器功率单元驱动保护电路。

背景技术

高压变频器已经被广泛应用于冶金、矿山、电力、石化、水泥、给排水及中央集中空调等众多领域中，不但有助于提高制造水平，尤其在精细加工领域，可以有效节约电能，是目前最理想的电机节能设备。

高压变频器一般采用功率单元串联技术，采用空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)或者矢量控制算法，主控制器一般选用DSP或者ARM等处理器，主要完成电机控制策略和算法。高压变频器一般就地安装于现场电机附近，由于工作条件恶劣，电磁环境复杂，高压变频器工作时会受到严重干扰。由于绝缘的需要，主控制器通过光纤将驱动信号传输至功率单元。功率单元主要承担的是整流和逆变工作。功率单元整流部分利用二极管的单向导通性将交流信号变换成具有一定纹波的直流信号，再利用电解电容对纹波的抑制，可以得到稳定的直流。功率单元逆变部分主要利用绝缘栅双极性晶体管(简称IGBT)的开关特性，在主控制器发出的驱动信号作用下将直流信号进行逆变，一般来说一个IGBT组成逆变部分的一个桥臂，逆变过程中最重要的是不能使直流正负母排短路。

在一些现场应用中，主控制器发出的驱动信号未经过保护电路直接对功率单元进行驱动，在上电瞬间，主控制器进入配置阶段，此时驱动信号处于高阻状态，易引入干扰，从而引发功率单元中的IGBT误导通，导致功率单元故障，甚至烧毁。在上电后的运行期间，驱动信号未经过整形就对功率单元进行驱动，导致功率单元未按照主控制器控制算法工作，引发故障。在其它现场应用中，信号处理电路复杂，例如采用功率单元延时旁路等设计，不符合现场实时可靠运行的要求，甚至由于设计复杂，导致故障频发。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：如何避免高压变频器的功率单元发生故障甚至烧毁。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高压变频器功率单元驱动保护电路，包括：功率放大电路和与功率放大电路输出端连接的光纤发送模块，在所述功率放大电路的输入端连接整形电路，所述整形电路用于将接收到的主控制器信号整形为矩形PWM波。

其中，所述整形电路包括：CMOS缓冲门，与所述CMOS缓冲门的输入端连接的第一上拉电阻及与所述CMOS缓冲门的输出端连接的第二上拉电阻，所述CMOS缓冲门的输入端连接所述主控制器，所述CMOS缓冲门的输出端连接所述功率放大电路的输入端。

其中，所述CMOS缓冲门为SN74HC07。

其中，所述功率放大电路为功率放大器芯片，所述功率放大器芯片的第一输入端接高电平，第二输入端连接所述整形电路的输出端，第三输出端连接所述光纤发送模块。

其中，所述功率放大器芯片为SN75451。

(三)有益效果

本实用新型的高压变频器功率单元驱动保护电路采用CMOS缓冲门，以及在CMOS缓冲门的输入和输出端分别连接一个上拉电阻的方式实现了对高压变频器功率单元驱动保护，避免了功率单元发生故障甚至烧毁；本电路设计具有简单高效特性，电路设计简单，所选用电子器件均为常规元件；本电路设计具有更好的灵活性，可以应用其它类似功率单元。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种高压变频器功率单元驱动保护电路连接图；

图2是图1中光纤发送模块对应的光线接收模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的高压变频器功率单元驱动保护电路包括：功率放大电路和与功率放大电路输出端连接的光纤发送模块，在所述功率放大电路的输入端连接整形电路，所述整形电路用于将接收到的主控制器信号整形为矩形PWM(Pulse Width Modulation)波。电路具体实现方式如图1所示：

整形电路包括：CMOS缓冲门，与所述CMOS缓冲门的输入端1-1连接的第一上拉电阻R1，CMOS缓冲门的输出端1-2连接的第二上拉电阻R2，CMOS缓冲门优选为SN74HC07(具体技术指标参考该芯片手册)。SN74HC07的输入端1-1连接主控制器，SN74HC07的输出端1-2连接功率放大电路的输入端。