[发明专利]一种变频器的开关电源故障检测及其驱动的控制系统

权利要求书

1.一种变频器的开关电源故障检测及其驱动的控制系统，其特征在于：包括变频器开关电源模块、变频器电流检测模块、IGBT模块、变频器驱动模块和变频器输出模块；

所述变频器开关电源模块包括变压器T1，变压器T1的1脚连接有电解电容E1一端和电容C2一端，变压器T1的2脚连接有二极管D6一端，并接电源N2端，二极管D6另一端连接有电解电容E1另一端和电容C2另一端，并接出连接点VSP，变压器T1的3脚连接有电解电容E4一端、电容C16一端、二极管D19一端和芯片U7的5脚，变压器T1的4脚连接有二极管D7一端，二极管D7另一端连接有电解电容E3一端、电容C15一端、电阻R22一端和芯片U7的8脚，电解电容E4另一端、电容C16另一端、二极管D19另一端、电解电容E3另一端、电容C15另一端和电阻R22另一端相连并接出连接点WW，变压器T1的5脚连接有电解电容E7一端、电容C18一端、二极管D20一端和芯片U5的5脚，变压器T1的6脚连接有二极管D9一端，二极管D9另一端连接有电解电容E6一端、电容C17一端、电阻R23一端和芯片U5的8脚，电解电容E6另一端、电容C17另一端、二极管D20另一端、电解电容E7另一端、电容C18另一端和电阻R23另一端相连并接出连接点UU1，变压器T1的7脚连接有电解电容E11一端、电容C8一端、二极管D21一端和芯片U6的5脚，变压器T1的8脚连接有二极管D13一端，二极管D13另一端连接有电解电容E9一端、电容C6一端、电阻R24一端和芯片U6的8脚，电解电容E11另一端、电容C8另一端、二极管D21另一端、电解电容E9另一端、电容C6另一端和电阻R24另一端相连并接出连接点VV1，变压器T1的9脚连接有电解电容E15一端、电容C12一端、二极管D22一端、芯片U8～芯片U11的5脚，变压器T1的10脚连接有二极管D16一端，二极管D16另一端连接有电解电容E14一端、电容C11一端、电阻R25一端和芯片U8～芯片U11的8脚，电解电容E15另一端、电容C12另一端、二极管D22另一端、电解电容E14另一端、电容C11另一端和电阻R25另一端相连并接出连接点N1；

所述变压器T1的11脚连接有二极管D15一端和二极管D45一端，二极管D15另一端和二极管D45另一端均连接有电解电容E13一端和电容C10一端，并接VCC电源，电解电容E13另一端和电容C10另一端接地；变压器T1的12脚和13脚接地，变压器T1的14脚连接有二极管D14一端，二极管D14另一端连接有电解电容E10一端和电容C7一端，并接+15V，电解电容E10另一端和电容C7另一端接地；变压器T1的15脚连接有二极管D11一端和二极管D12一端，二极管D11另一端连接有电容C5一端和电解电容E8一端，并接-15V，电容C5另一端和电解电容E8另一端接地，二极管D12另一端连接有电解电容E12一端、电容C9一端和电阻R14一端，电解电容E12另一端和电容C9另一端接地，电阻R14另一端连接有电阻R15一端和接插件J4的12脚，电阻R15另一端连接有电阻R16一端，电阻R16另一端接地；变压器T1的16脚连接有接插件J4的2脚、电解电容E5一端和电容C4一端，变压器T1的17脚连接有二极管D8一端和二极管D10一端，二极管D8另一端、二极管D10另一端、电解电容E5另一端和电容C4另一端均接24V；

所述变压器T1的18脚连接有MOS管Q1的2脚、超快恢复二极管D3一端，变压器T1的19脚连接有电容C1一端、电阻R8一端、电阻R4一端和共模电感L1的4脚，电阻R4另一端连接有电阻R5一端，电阻R5另一端连接有电阻R6一端，电阻R6另一端连接有发光二极管D5一端，发光二极管D5另一端连接有电解电容E2一端和电容C3一端，并接出连接点VSP，电解电容E2另一端和电容C3另一端接电源N2端，电阻R8另一端连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接有超快恢复二极管D2一端和电容C1另一端，超快恢复二极管D2另一端连接超快恢复二极管D3另一端；MOS管Q1的1脚连接有电阻R10一端和接口CN1的4脚，MOS管Q1的3脚连接有电阻R11一端和接口CN1的3脚，电阻R11另一端接电源N2端，接口CN1的6脚连接有连接点VSP，接口CN1的5脚接电源N2端，接口CN1的2脚连接电源VCC；共模电感L1的1脚连接有超快恢复二极管D1一端，超快恢复二极管D1另一端连接有接插件J1的1脚，接插件J1的4脚连接共模电感L1的2脚，共模电感L1的3脚接电源N2端；

所述变频器驱动模块包括芯片U5，芯片U5的型号为TLP350，芯片U5的2脚连接有电阻R26一端和接插件J4的20脚，芯片U5的3脚连接有电阻R26另一端和电阻R27一端，电阻R27另一端连接有接插件J4的19脚，芯片U5的6脚和7脚均连接有电阻R57一端和电阻R56一端，电阻R56另一端连接有整流二极管D26的3脚，整流二极管D26的2脚连接芯片U5的8脚，电阻R57另一端连接有电容C25一端、电阻R58一端、瞬态二极管D27一端和整流二极管D26的1脚，并接出连接点GU+，电容C25另一端、电阻R58另一端和瞬态二极管D27另一端连接有连接点UU1；

所述变频器驱动模块还包括芯片U6，芯片U6的型号为TLP350，芯片U6的2脚连接有电阻R28一端和接插件J4的18脚，芯片U6的3脚连接有电阻R28另一端和电阻R29一端，电阻R29另一端连接有接插件J4的17脚，芯片U6的6脚和7脚均连接有电阻R59一端和电阻R60一端，电阻R59另一端连接有整流二极管D28的3脚，整流二极管D28的2脚连接芯片U6的8脚，电阻R60另一端连接有电容C26一端、电阻R61一端、瞬态二极管D29一端和整流二极管D28的1脚，并接出连接点GV+，电容C26另一端、电阻R61另一端和瞬态二极管D29另一端连接有连接点VV1；

所述变频器驱动模块还包括芯片U7，芯片U7的型号为TLP350，芯片U7的2脚连接有电阻R30一端和接插件J4的22脚，芯片U7的3脚连接有电阻R30另一端和电阻R31一端，电阻R31另一端连接有接插件J4的21脚，芯片U7的6脚和7脚均连接有电阻R62一端和电阻R63一端，电阻R62另一端连接有整流二极管D30的3脚，整流二极管D30的2脚连接芯片U7的8脚，电阻R63另一端连接有电容C27一端、电阻R64一端、瞬态二极管D31一端和整流二极管D30的1脚，并接出连接点GW+，电容C27另一端、电阻R64另一端和瞬态二极管D31另一端连接有连接点WW；

所述变频器驱动模块还包括芯片U8，芯片U8的型号为TLP350，芯片U8的2脚连接有电阻R35一端和接插件J4的19脚，芯片U8的3脚连接有电阻R35另一端和电阻R36一端，电阻R36另一端连接有接插件J4的20脚，芯片U8的6脚和7脚均连接有电阻R65一端和电阻R66一端，电阻R65另一端连接有整流二极管D32的3脚，整流二极管D32的2脚连接芯片U8的8脚，电阻R66另一端连接有电容C28一端、电阻R67一端、瞬态二极管D33一端和整流二极管D32的1脚，并接出连接点GU-，电容C28另一端、电阻R67另一端和瞬态二极管D33另一端连接有连接点N1；

所述变频器驱动模块还包括芯片U9，芯片U9的型号为TLP350，芯片U9的2脚连接有电阻R40一端和接插件J4的17脚，芯片U9的3脚连接有电阻R40另一端和电阻R41一端，电阻R41另一端连接有接插件J4的18脚，芯片U9的6脚和7脚均连接有电阻R68一端和电阻R69一端，电阻R68另一端连接有整流二极管D34的3脚，整流二极管D34的2脚连接芯片U9的8脚，电阻R69另一端连接有电容C29一端、电阻R70一端、瞬态二极管D35一端和整流二极管D34的1脚，并接出连接点GV-，电容C29另一端、电阻R70另一端和瞬态二极管D35另一端连接有连接点N1；

所述变频器驱动模块还包括芯片U10，芯片U10的型号为TLP350，芯片U10的2脚连接有电阻R42一端和接插件J4的21脚，芯片U10的3脚连接有电阻R42另一端和电阻R43一端，电阻R43另一端连接有接插件J4的22脚，芯片U10的6脚和7脚均连接有电阻R71一端和电阻R72一端，电阻R71另一端连接有整流二极管D36的3脚，整流二极管D36的2脚连接芯片U10的8脚，电阻R72另一端连接有电容C30一端、电阻R73一端、瞬态二极管D37一端和整流二极管D36的1脚，并接出连接点GW-，电容C30另一端、电阻R73另一端和瞬态二极管D37另一端连接有连接点N1；

所述变频器驱动模块还包括芯片U11，芯片U11的型号为TLP350，芯片U11的2脚连接有电阻R44一端，并接+5V，芯片U11的3脚连接有电阻R44另一端和电阻R45一端，电阻R45另一端连接有接插件J4的16脚，芯片U11的6脚和7脚均连接有电阻R74一端和电阻R75一端，电阻R74另一端连接有整流二极管D38的3脚，整流二极管D38的2脚连接芯片U11的8脚，电阻R75另一端连接有电容C31一端、电阻R76一端、瞬态二极管D39一端和整流二极管D38的1脚，并接出连接点GB，电容C31另一端、电阻R76另一端和瞬态二极管D39另一端连接有连接点N1；

所述IGBT模块包括芯片M1，芯片M1的型号为FP50R12KT3，芯片M1的1脚和2脚连接有压敏电阻RV1一端、压敏电阻RV2一端、电容CV1一端和接插件J6的4脚，芯片M1的3脚和4脚连接有压敏电阻RV3一端、压敏电阻RV1另一端、电容CV2一端和接插件J6的5脚，芯片M1的5脚和6脚连接有压敏电阻RV2另一端、压敏电阻RV3另一端和电容CV3一端，电容CV1另一端、电容CV2另一端和电容CV3另一端连接有接插件J6的11脚和1脚，芯片M1的32脚和33脚连接有接插件J6的3脚，芯片M1的13脚和14脚连接有接插件J6的7脚，芯片M1的7脚和8脚连接有接插件J6的8脚，芯片M1的9脚和10脚接出连接点U1，芯片M1的11脚和12脚接出连接点V1，芯片M1的28脚和29脚连接有接插件J6的2脚，芯片M1的30脚和31脚连接有电容C14一端，并接出连接点P+，电容C14另一端连接有接插件J6的3脚，芯片M1的26脚连接有连接点WW，芯片M1的27脚连接有连接点GW+，芯片M1的25脚连接有连接点GU+，芯片M1的24脚连接有连接点UU1，芯片M1的23脚连接有连接点GV+，芯片M1的22脚连接有连接点VV1，芯片M1的21脚连接有连接点GB，芯片M1的20脚连接有连接点GW-，芯片M1的19脚连接有连接点GU-，芯片M1的18脚连接有连接点GV-；

所述变频器电流检测模块包括芯片U3，芯片U3的型号为HCPL7840，芯片U3的1脚连接有电阻R47一端、电容C19一端和稳压二极管D24一端，电阻R47另一端连接有连接点U+，芯片U3的2脚连接有电阻R48一端和电容C20一端，电阻R48另一端连接有接插件J6的9脚，芯片U3的3脚和4脚连接有电容C20另一端、电容C19另一端和稳压二极管D24另一端，并连接有连接点U1，芯片U3的8脚连接有电容C21一端，并接+5V，芯片U3的7脚连接有电阻R49一端，电阻R49另一端连接有电阻R51一端、电容C34一端、电容C33一端和运算放大器U12A的3脚，电阻R51另一端、电容C34另一端和电容C21另一端接地，芯片U3的6脚连接有电阻R50一端，电阻R50另一端连接有电容C33另一端、电阻R77一端、电容C36一端和运算放大器U12A的2脚，电阻R77另一端和电容C36另一端连接运算放大器U12A的1脚和接插件J4的5脚，运算放大器U12A的8脚连接有电容C35一端，并接+15V，电容C35另一端接地，运算放大器U12A的4脚连接有电容C32一端，并接-15V，电容C32另一端接地；

所述变频器电流检测模块还包括芯片U4，芯片U4的型号为HCPL7840，芯片U4的1脚连接有电阻R52一端、电容C22一端和稳压二极管D25一端，电阻R52另一端连接有连接点V+，芯片U4的2脚连接有电阻R53一端和电容C23一端，电阻R53另一端连接有接插件J6的10脚，芯片U4的3脚和4脚连接有电容C22另一端、电容C23另一端和稳压二极管D25另一端，并连接有连接点V1，芯片U4的8脚连接有电容C24一端，并接+5V，芯片U4的7脚连接有电阻R54一端，电阻R54另一端连接有电阻R78一端、电容C37一端、电容C38一端和运算放大器U12B的5脚，电阻R78另一端、电容C38另一端和电容C24另一端接地，芯片U4的6脚连接有电阻R55一端，电阻R55另一端连接有电容C37另一端、电阻R79一端、电容C39一端和运算放大器U12B的6脚，电阻R79另一端和电容C39另一端连接运算放大器U12B的7脚和接插件J4的6脚；

所述变频器输出模块包括耦合器U1，耦合器U1的1脚接+5V，耦合器U1的2脚连接有电阻R13一端，电阻R13另一端连接有接插件J4的24脚，耦合器U1的3脚连接有电阻R12一端和三极管Q2的基极，耦合器U1的4脚连接有三极管Q2的集电极、继电器K2的4脚、继电器K1的4脚和开关二极管D4的3脚，三极管Q2的发射极和电阻R12另一端接地，继电器K2的3脚、继电器K1的3脚和开关二极管D4的1脚、2脚均接24V，继电器K1的1脚连接有电阻R18一端和继电器K2的1脚，电阻R18另一端连接有电阻R19一端，电阻R19另一端、继电器K2的2脚和继电器K1的2脚均连接有连接点P+；

所述变频器输出模块还包括耦合器U2，耦合器U2的1脚连接有电阻R20一端，并接+5V，耦合器U2的2脚连接有电阻R20另一端和电阻R21一端，电阻R21另一端连接有接插件J4的28脚，耦合器U2的3脚连接有电阻R46一端和三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极和电阻R46另一端接地，三极管Q3的集电极连接有耦合器U2的4脚、开关二极管D23的3脚、接插件J2的2脚和接插件J3的2脚，接插件J2的1脚、接插件J3的1脚和开关二极管D23的1脚、2脚均接24V；

所述控制系统能够对开关电源进行实现检测，根据检测结果驱动变频器工作，变频器电流检测模块能够对变频器进行快速限流，避免变频器频繁的出现过流故障，发生故障后，变频器驱动模块能够保证变频器的动作方式是：自由停机、减速停机、继续运行，还能选择继续运行时的频率，变频器输出模块能够保证变频器在瞬间停电或电压突然降低时维持变频器短时间继续运行。