技術領域

本發(fā)明涉及電氣設備保護電路，具體的涉及一種變頻器直流母線的短路保護電路。

背景技術：

在日常的電機控制過程中，變頻器擔當著重要的角色。電機在使用過程中，由于人為接線錯誤、電機老化嚴重繞組絕緣損壞、控制信號電磁干擾等原因，很容易造成變頻器輸出短路故障，短路瞬間電流非常大，超出IGBT管的正常工作電流范圍。如果在規(guī)定的時間內不能及時有效的關斷變頻器的PWM輸出，就會導致IGBT管因短路過流而燒壞。

現有的，如授權公告號CN 202749802 U公開的一種變頻器輸出短路時保護IGBT的電路，所采用的檢測方式主要是電壓監(jiān)測和電流檢測，電壓檢測通過檢測IGBT的集電極和發(fā)射極的壓降進而判斷IGBT為直通或者輸出短路。將短路時的集電極和發(fā)射極的壓降與設定的閾值進行在比較其中進行比較，比較器的輸出信號控制驅動電路的關斷。電流檢測通過檢測直流母線的電流大小，與設定的閾值比較，再用比較器的輸出去控制驅動信號的關斷。IGBT能夠承受的短路時間很短，一般來說僅為10μs。變頻器現有的短路保護電路是靠集成智能驅動光耦和霍爾檢測來保護IGBT的，但是對于企業(yè)來說，采用這兩種元器件的維護成本過高，這就需要提供一個短路保護反應時間快速，成本較低的保護電路。

技術實現要素：

為克服現有技術中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種反應快速、成本低的變頻器直流母線的快速短路保護電路。

本發(fā)明的另一目的是提供一種反應快速、成本低的變頻器直流母線的快速短路保護裝置。

為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種變頻器直流母線的快速短路保護電路，其特征在于：包括一個以上毫歐電阻R1，電阻R2、R3、R4、R5、R6，一個以上限流電阻R7，PNP三極管Q1、PNP三極管Q2，NPN三極管Q3，穩(wěn)壓二極管ZD1、ZD2，光電耦合器PC1，電容C1、C2、C3；所述光電耦合器PC1包括發(fā)光二極管D1和光敏三極管Q4；

所述變頻器整流電路正極P串聯毫歐電阻R1至P2，正極P連接穩(wěn)壓二極管ZD1的陰極、極性電容C1的陽極和發(fā)光二極管的陽極，極性電容C1的陰極與ZD1的陽極連接，三極管Q1的發(fā)射極連接到P2，三極管Q1的基極、集電極和三極管Q2的基極連接，且三極管Q1集電極通過電阻R6連接于穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極，電容C3與電阻R6并聯，三極管Q2的發(fā)射極通過電阻R2連接于正極P，三極管Q2的集電極通過并聯的電阻R3、R4和電容C2連接于穩(wěn)壓二極管的陽極，三極管Q3的基極與三極管Q2的集電極連接，三極管Q3的發(fā)射極連接于穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極,且穩(wěn)壓二極管ZD2的陽極連接于穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極，三極管Q3的集電極通過電阻R5連接于發(fā)光二極管D1的陰極，穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極通過限流電阻R7連接于負極N1，光敏三極管Q4發(fā)射極接地，集電極為信號輸出端。

進一步的，所述毫歐電阻包括并聯的電阻R11和R12。

進一步的，所述限流電阻包括串聯的電阻R71、R72和R73。

進一步的，還包括電阻R8，光敏三極管Q4發(fā)射極通過電阻R8接地，集電極信號輸出給CPU處理器。

進一步的，所述電容C1為10UF，擊穿電壓為50V。

一種變頻器直流母線的快速短路保護裝置，具有快速短路保護電路，此快速短路保護電路采用所述的變頻器直流母線的快速短路保護電路。

由上述描述可知，本發(fā)明提供的變頻器直流母線的短路保護電路在變頻器外部發(fā)生短路或直流母線電流過大時，能夠在極短的時間內做出反應，關斷IGBT驅動電路的輸出，從而使IGBT避免因短路而燒壞，無需采用軟件檢測，可靠性更高，產品生產成本低，大大降低企業(yè)的維護成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明變頻器直流母線的短路保護電路的工作框架示意圖。

圖2為本發(fā)明變頻器直流母線的短路保護電路的電路連接示意圖。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述。

如圖1和圖2所示，變頻器直流母線的短路保護電路包括兩個10毫歐的電阻R11和R12，電阻R2、R3、R4、R5、R8，限流電阻R71、R72、R73，PNP三極管Q1、PNP三極管Q2，NPN三極管Q3，穩(wěn)壓二極管ZD1、ZD2，光電耦合器PC1，電容C1、C2、C3；所述光電耦合器PC1包括發(fā)光二極管D1和光敏三極管Q4，所述變頻器整流電路正極P串聯毫歐電阻R1至P2，正極P連接穩(wěn)壓二極管ZD1的陰極、極性電容C1的陽極和發(fā)光二極管的陽極，極性電容C1的陰極與ZD1的陽極連接，三極管Q1的發(fā)射極連接到P2，三極管Q1的基極、集電極和三極管Q2的基極連接，且三極管Q1集電極通過電阻R6連接于穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極，電容C3與電阻R6并聯，三極管Q2的發(fā)射極通過電阻R2連接于正極P，三極管Q2的集電極通過并聯的電阻R3、R4和電容C2連接于穩(wěn)壓二極管的陽極，三極管Q3的基極與三極管Q2的集電極連接，三極管Q3的發(fā)射極連接于穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極,且穩(wěn)壓二極管ZD2的陽極連接于穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極，三極管Q3的集電極通過電阻R5連接于發(fā)光二極管D1的陰極，穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極通過串聯的限流電阻R71、R72和R73連接于負極N1，光敏三極管Q4發(fā)射極通過電阻R8接地，集電極信號輸出給CPU處理器,電容C1為10UF，擊穿電壓為50V。

在變頻器整流電路正極P串聯毫歐電阻電流取樣電路R11、R12至P2中，當主回路電流工作在額定電流的2倍范圍之內，由于穩(wěn)壓二極管ZD1的作用，在電容C1負端提供了一個參考—11V(C點電位)，三極管Q1、Q2、Q3處于截止狀態(tài)，保護電路不動作；當變頻器外部發(fā)生短路或者主回路工作電流大于額定電流的2.5倍以上，直流母線P、N間電壓急劇下降，使得C點的電位急劇下降至—15V，三極管Q1、Q2同時開通，B電位迅速上升為高電平，三極管Q3開通，此時光電耦合器PC1開通并發(fā)出短路警報信號給CPU處理器，CPU立即發(fā)出關斷PWM脈寬調制信號，封鎖PWM信號輸出從而保護了IGBT不受損壞，這個過程時間極短，僅用了三微秒(3uS)。每當遇到輸出有短路情況，本電路都能在最快的時間內(3uS)，準確的起到保護作用，直到短路排除；三極管Q1在電路中起到翻轉復位的作用，由于三極管Q1開通，A點電位恢復至高電平，三極管Q2立即截止，與此同時B點的電位迅速下降，那么三極管Q3截止，光電耦合器PC1停止發(fā)出短路警報信號，立刻回到正常的工作狀態(tài)。

上述僅為本發(fā)明的若干具體實施方式，但本發(fā)明的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本發(fā)明進行非實質性的改動，均應屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。