[实用新型]一种基于DSP和IPM模块的变频器保护电路

摘要

本实用新型公开了一种基于DSP和IPM模块的变频器保护电路，包括主控制器电路、IPM模块电路、过压保护电路、过温保护电路、过流保护电路和故障封锁电路；本实施方式应用TI公司的DSP控制芯片TMS320LF2406和IR公司的智能功率模块IPM模块IRAMS10UP60B，通过采样直流母线电压，IPM模块内部的温度和电流信号传递给主控制器TMS320LF2406，进行数据对比和分析，判断电路是否出现过电压、过温和过流等危险状况，如果出现危险，主控制器发出封锁信号FAULT和PDPINTA，其中FAULT用于封锁IPM模块的SVPWM脉冲，PDPINTA封锁TMS320LF2406产生的六路SVPWM脉冲，同时TMS320LF2406发出IPM_EN信号封锁74AC244，实现了基于软硬件的多方位，多重的闭环电路保护，实现了变频器的安全可靠运行。

主权项

一种基于DSP和IPM模块的变频器保护电路，包括：主控制器电路、IPM模块电路、过压保护电路、过温保护电路、过流保护电路和故障封锁电路；其特征在于：所述的主控制器电路和IPM模块电路、过压保护电路、过温保护电路、过流保护电路和故障封锁电路相连，其用于采样电压、电流和温度信号，经过分析对比，发出保护控制信号；所述的IPM模块电路和主控制器电路、过温保护电路、过流保护电路和故障封锁电路相连，其用于驱动异步电机，同时，输出IPM模块内部的温度和电流对应的电压信号；所述的过压保护电路和主控制器电路相连，其用于采样直流母线电压信号和参考电压进行比较，控制泄放电路能量的释放，从而降低直流母线电压，保护逆变器；所述的过温保护电路和主控制器电路，IPM模块电路相连，其用于将IPM模块的温度信号反馈给主控制器，在IPM模块过温时，主控制器发出信号封锁SVPWM脉冲，保护模块；所述的过流保护电路和主控制器电路、IPM模块电路相连，其用于将IPM模块的电流信号反馈给主控制器，在IPM模块过流时，主控制器封锁SVPWM脉冲，保护模块；所述的故障封锁电路和主控制器电路、IPM模块电路相连，其用于在直流母线电压过压时，IPM过温和过流时，主控制器发出信号FAULT和PDPINTA，封锁SVPWM脉冲，保护模块；所述的主控制器电路包括DSP控制芯片U2，缓冲器芯片U3；其中：U2的第6脚和封锁信号PDPINTA相连，U2的第51脚和IPM模块使能信号IPM_EN相连，U2的第79脚和电流采样信号I_DC_AD相连，U2的第77脚和温度采样信号TEMP‑AD相连，U2的第74脚和直流母线电压采样信号VDC_AD相连，U2的第28脚、31脚、33脚、36脚、37脚和39脚分别和U3的第2脚、4脚、6脚、8脚、11脚和13脚相连，U3的第1脚和19脚同时连接于使能信号IPM_EN， U3的第18脚、16脚、14脚、12脚、9脚和7脚分别和信号UP、UN、VP、VN、WP和WN相连，U3的第10脚和地相连，U3的第20脚和+5V电源相连。所述的IPM模块电路包括IPM模块U1，陶瓷电容C1、C2和C3，电解电容C4、C5和C6，异步电机IM；其中：U1的第13脚、15脚、16脚、17脚、18脚、19脚、20脚、21脚和22脚分别和信号TEMP_AD、UP、VP、WP、UN、VN、WN、FAULT和IRP连接，U1的第14脚和+15V电源连接，U1的第7脚和C1一端，C4的正端连接，U1的第8脚和C1另一端，C4的负端连接于IM的U端，U1的第4脚和C2一端，C5的正端连接，U1的第5脚和C2另一端，C5的负端连接于IM的V端，U1的第1脚和C3一端，C6的正端连接，U1的第2脚和C3另一端，C6的负端连接于IM的W端，U1的第10脚和直流母线电压VPP连接，U1的第12脚和地连接。所述的过压保护电路包括电解电容C8，陶瓷电容C7和C9，电阻R1～R7，电压比较器U4A，MOS管Q1，二极管D1；其中：C8的正端和R2、R3的一端连接于直流母线电压VPP，C8的负端和R3的另一端，R4的一端连接于地，R2的另一端，R1的一端和R4的另一端连接于U4A的第5脚，R1的另一端和C7一端连接于信号VDC_AD，C7另一端和地连接，U4A的第4脚和参考基准电压+2.5V连接，U4A的第3脚和+15V电源连接，U4A的第12脚和地连接，U4A的第2脚和R5的一端连接，R5的另一端和R6、C9的一端连接于Q1的栅极，R6、C9的另一端和Q1的源极连接于地，Q1的漏极和D1的阴极、R7的一端连接，D1的阳极和R7的另一端连接于VPP。所述的过温保护电路包括电阻R8，陶瓷电容C10、C11；其中：电阻R8的一端和电源+3.3V连接，R8的另一端和C11的一端连接于信号TEMP_AD，C11的另一端和C10的一端连接于地，C10的另一端和+15V电源连接。所述的过流保护电路包括电阻R11～R14，陶瓷电容C12和C13，运算放大器U5B，二极管D2；其中：电阻R11的一端和C12的一端连接于电流信号ITR，电阻R11的另一端和U5B的第5脚连接，C12的另一端和电阻R12的一端连接于地，R12的另一端和R13的一端连接于U5B的第6脚，R13的另一端和R14的一端，D2的第1脚连接于U5B的第7脚，D2的第2脚和地连接，D2的第3脚和+3.3V连接，R14的另一端和电容C13的一端连接于信号I_DC_AD， 电容C13的另一端和地连接。所述的故障封锁电路包括电阻R16～R19，陶瓷电容C14，三极管T2；其中：电阻R16的一端和信号IPM_EN连接，电阻R16的另一端和C14的一端连接于T2的基极，C14的另一端，R19的一端和T2的发射极连接于地，T2的集电极和R17、R18的一端连接信号FAULT，R17的另一端和+5V连接，R18的另一端和R19的另一端连接于信号PDPINTA。