一種變頻器的輸出電流采樣電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種變頻器的輸出電流采樣電路，其輸入端與變頻器連接，輸出端與外部控制板連接；所述變頻器包括逆變橋，所述變頻器的輸出電流采樣電路包括霍爾傳感器，第一運算放大器、第二運算放大器，第一至第四電阻，第一電容、第二電容；所述霍爾傳感器采集變頻器逆變橋的任一相橋臂中點的電流，經(jīng)過運算放大后送入控制板上的DSP進行處理。本實用新型通過采用霍爾傳感器采集逆變橋的輸出電流，使得采樣電流連續(xù)，提高了采樣精度，同時采用共地連接，提高了可靠性及安全性能。
【專利說明】一種變頻器的輸出電流采樣電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種變頻器的輸出電流采樣電路，屬于電力電子領域。
【背景技術】
[0002]變頻器作為交流調(diào)速的一種主要手段，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應用，具有廣闊的市場潛力。在小功率變頻器中，體積小型化是其主要的發(fā)展趨勢。為了實現(xiàn)小型化設計，變頻器廠家普遍使用“熱地”系統(tǒng)的設計方法，所謂“熱地”系統(tǒng)是指變頻器的逆變部分和控制部分共地不隔離，這樣可以使得設計簡潔，有效減小電路面積，實現(xiàn)小型化設計。
[0003]使用“熱地”系統(tǒng)的變頻器普遍采用采樣電阻和運放組成的電流采樣電路，如圖1，該電路由采樣電阻R3，運算放大器UlA,電阻R4、R5、R6組成。電阻R4、R5、R6和運算放大器UlA構成反向放大電路，對變頻器下橋臂IGBT T6開通時，電機的負載電流流過采樣電阻R3產(chǎn)生的電壓信號進行反向放大后，送入DSP進行處理。該采樣電阻R3位于三相下橋臂輸出端與地之間，在下橋臂流過電機的負載電流時，直接采樣得到電機的三相負載電流信息。該方法屬于低成本方案，由于流過采樣電阻R3的電流不是連續(xù)的，所以采樣精度不夠高，而且該采樣電路還存在可靠性和安全性較差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種變頻器的輸出電流采樣電路，采用霍爾傳感器采集逆變橋的輸出電流，使得采樣電流連續(xù)，提高了采樣精度，解決了現(xiàn)有技術中由于采樣電流不連續(xù)使得采樣精度低的問題。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術問題，采用如下技術方案:
[0006]一種變頻器的輸出電流采樣電路，所述變頻器包括逆變橋，所述變頻器的輸出電流采樣電路包括霍爾傳感器，由第一運算放大器、第二運算放大器，第一至第四電阻，第一電容以及第二電容構成的電流采樣調(diào)理電路；霍爾傳感器與電流采樣調(diào)理電路以及變頻器的逆變橋共地，所述霍爾傳感器包括電流輸入端、電流輸出端、信號輸出端，所述霍爾傳感器的電流輸入端與變頻器的逆變橋輸出端連接，所述霍爾傳感器的電流輸出端與變頻器的輸出端連接，所述霍爾傳感器的信號輸出端分別經(jīng)過第一電阻后接地、經(jīng)過第二電阻后與第一運算放大器的正相輸入端連接，所述第一電阻的兩端并聯(lián)第一電容；所述第一運算放大器的反相輸入端與第一運算放大器的輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端經(jīng)過第三電阻后與第二運算放大器的反向輸入端連接；所述第二運算放大器的正相輸入端接地，所述第二運算放大器的輸出端與地之間連接第二電容，所述第二運算放大器的反相輸入端與輸出端之間連接第四電阻，第二運算放大器的輸出端連接至變頻器的控制電路。
[0007]所述變頻器的逆變橋包括三相橋臂，其中每相橋臂均包括兩個開關管，所述兩個開關管之間的連接結點為橋臂中點，所述霍爾傳感器的電流輸入端與所述逆變橋任一相橋臂的中點連接。[0008]所述的開關管為MOS管、三極管、IGBT中的一種。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0010](I)采用霍爾傳感器采集逆變橋的輸出電流，使得采樣電流連續(xù)，提高了采樣精度。
[0011](2)將霍爾傳感器CTl的工作電源、運算放大器U1A、U1B與下橋臂IGBT柵極驅(qū)動電源共地，能很好的實現(xiàn)“熱地”系統(tǒng)的設計方法，與現(xiàn)有“熱地”系統(tǒng)的變頻器電流采樣電路的方法相比，可靠性高，安全性較好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型現(xiàn)有技術的電路圖。
[0013]圖2為本實用新型IGBT橋的電路圖。
[0014]圖3為本實用新型的輸出電流采樣電路。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型的技術方案進行詳細說明:
[0016]如圖1所示，為了使公眾能充分了解本實用新型的技術實質(zhì)和有益效果， 申請人:將在下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】詳細描述，但 申請人:對實施例的描述不是對技術方案的限制，任何依據(jù)本實用新型構思作形式而非實質(zhì)的變化都應當視為本實用新型的保護范圍。
[0017]如圖3所示，一種變頻器的輸出電流采樣電路，所述變頻器包括逆變橋，所述變頻器的輸出電流采樣電路包括霍爾傳感器CT1，由第一運算放大器U1A、第二運算放大器U1B，第一至第四電阻，第一電容Cl以及第二電容C2構成的電流采樣調(diào)理電路；霍爾傳感器與電流采樣調(diào)理電路以及變頻器的逆變橋共地，所述霍爾傳感器CTl包括電流輸入端、電流輸出端、信號輸出端，所述霍爾傳感器CTl的電流輸入端與變頻器的逆變橋輸出端連接，所述霍爾傳感器CTl的電流輸出端與變頻器的輸出端連接，所述霍爾傳感器CTl的信號輸出端分別經(jīng)過第一電阻Rl后接地、經(jīng)過第二電阻R2后與第一運算放大器UlA的正相輸入端連接，所述第一電阻Rl的兩端并聯(lián)第一電容Cl ;所述第一運算放大器UlA的反相輸入端與第一運算放大器UlA的輸出端連接，所述第一運算放大器UlA的輸出端經(jīng)過第三電阻R3后與第二運算放大器UlB的反向輸入端連接；所述第二運算放大器UlB的正相輸入端接地，所述第二運算放大器UlB的輸出端與地之間連接第二電容C2，所述第二運算放大器UlB的反相輸入端與輸出端之間連接第四電阻R4，第二運算放大器UlB的輸出端連接至變頻器的控制電路。
[0018]如圖2所示，所述變頻器的逆變橋包括三相橋臂，其中每相橋臂均包括兩個開關管，所述兩個開關管之間的連接結點為橋臂中點，所述霍爾傳感器的電流輸入端與所述逆變橋任一相橋臂的中點連接。
[0019]本實用新型以IGBT作為開關管、以采集一相電流信息為例，說明其電路連接關系、工作過程及原理，所述開關管包括T1、T2、T3、T4、T5、T6，其中，T1、T2組成第一橋臂，T3、Τ4組成第二橋臂，Τ5、Τ6組成第三橋臂，Τ1、Τ3、Τ5為每相橋臂的上橋臂，Τ2、Τ4、Τ6為每相橋臂的下橋臂，上橋臂與下橋臂之間的結點為橋臂中點，所述的霍爾傳感器CTl的電流輸入端接至任一橋臂的中點，本實施例以接至第三橋臂中點為例。
[0020]所述的霍爾傳感器CTl的電流輸入端與IGBT輸出端連接，霍爾傳感器CTl的電流輸出端和變頻器輸出端連接后接至負載，所述的霍爾傳感器CT1、電流采樣調(diào)理電路與變頻器的IGBT逆變橋的下橋臂IGBT柵極驅(qū)動電源共地，所述霍爾傳感器CTl包括正負電源輸入端、第一運算放大器包括正負電源輸入端?；魻杺鞲衅鰿Tl的工作電源、運算放大器U1A、UlB與下橋臂IGBT柵極驅(qū)動電源共地。
[0021]霍爾傳感器CTl采集變頻器IGBT逆變橋的IGBT模塊T5、T6之間的電流，即變頻器的一相IGBT輸出端的電流，經(jīng)過霍爾傳感器CT1，產(chǎn)生的輸出信號經(jīng)過由電阻R2、R3、R4，運放U1A、UlB和電容C2構成的信號調(diào)理電路后送入控制電路的DSP進行處理。
[0022]當開關管為三極管或MOS管時，將上述電路中相應的IGBT替換成三極管或MOS管，替換原則如下:三極管的基極、MOS管的柵極對應IGBT的門極；三極管的集電極、MOS管的漏極對應IGBT的集電極；三極管的發(fā)射極、MOS管的源極對應IGBT的發(fā)射極連接，控制方法與使用IGBT的控制方法相同。
【權利要求】
1.一種變頻器的輸出電流采樣電路，所述變頻器包括逆變橋，其特征在于:所述變頻器的輸出電流采樣電路包括霍爾傳感器，由第一運算放大器、第二運算放大器，第一至第四電阻，第一電容以及第二電容構成的電流采樣調(diào)理電路；霍爾傳感器與電流采樣調(diào)理電路以及變頻器的逆變橋共地，所述霍爾傳感器包括電流輸入端、電流輸出端、信號輸出端，所述霍爾傳感器的電流輸入端與變頻器的逆變橋輸出端連接，所述霍爾傳感器的電流輸出端與變頻器的輸出端連接，所述霍爾傳感器的信號輸出端分別經(jīng)過第一電阻后接地、經(jīng)過第二電阻后與第一運算放大器的正相輸入端連接，所述第一電阻的兩端并聯(lián)第一電容；所述第一運算放大器的反相輸入端與第一運算放大器的輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端經(jīng)過第三電阻后與第二運算放大器的反向輸入端連接；所述第二運算放大器的正相輸入端接地，所述第二運算放大器的輸出端與地之間連接第二電容，所述第二運算放大器的反相輸入端與輸出端之間連接第四電阻，第二運算放大器的輸出端連接至變頻器的控制電路。
2.根據(jù)權利要求1所述變頻器的輸出電流采樣電路，其特征在于:所述變頻器的逆變橋包括三相橋臂，其中每相橋臂均包括兩個開關管，所述兩個開關管之間的連接結點為橋臂中點，所述霍爾傳感器的電流輸入端與所述逆變橋任一相橋臂的中點連接。
3.根據(jù)權利要求2所述變頻器的輸出電流采樣電路，其特征在于:所述的開關管為MOS管、三極管、IGBT中的一種。
【文檔編號】G01R19/00GK203616379SQ201320837327
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】陸曉峰, 李福 , 王峰 申請人:常熟開關制造有限公司(原常熟開關廠）