本發(fā)明涉及逆變器的保護電路，尤其涉及一種修正波逆變器智能型短路保護開關(guān)電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，常見的修正波逆變器及AC轉(zhuǎn)AC修正波逆變器，都是直接升壓濾波后再送給逆變電路，中間沒有緩沖電路，當逆變電路的輸出端帶非純阻性負載時，會在逆變電路的開關(guān)管上產(chǎn)生超過正常帶載時幾十倍的尖峰電流，通常會造成逆變器帶不起非容性負載而導(dǎo)致誤關(guān)機。而且現(xiàn)有技術(shù)中的逆變器，都是靠逆變開關(guān)器件本身的性能而承受電流的沖擊，因此容易造成誤關(guān)機或損壞開關(guān)管，使得開管器件的損壞率和成本大大增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠在逆變部分產(chǎn)生尖峰電流的情況下及時保護，進而提高逆變器的帶容性負載能力、避免逆變器誤關(guān)機或誤損壞的修正波逆變器智能型短路保護開關(guān)電路。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種修正波逆變器智能型短路保護開關(guān)電路，其包括有：一PFC升壓單元，用于對其輸入電壓進行升壓轉(zhuǎn)換；一短路開關(guān)單元，其輸入端連接于PFC升壓單元的輸出端，所述短路開關(guān)單元用于根據(jù)其控制端接收的電信號而驅(qū)動其輸入端和輸出端導(dǎo)通或斷開；一逆變單元，其輸入端連接于短路開關(guān)單元的輸出端，所述逆變單元用于將短路開關(guān)單元輸出的電壓逆變?yōu)榻涣麟?；一電流采樣電路，用于采集逆變單元母線的電流信號；一智能識別單元，連接于電流采樣電路的輸出端，所述智能識別單元用于接收電流采樣電路采集的電流信號，以及：當所述電流信號未超過預(yù)設(shè)值時向短路開關(guān)單元的控制端發(fā)出導(dǎo)通電信號，以令短路開關(guān)單元驅(qū)動其輸入端和輸出端導(dǎo)通；當所述電流信號高于預(yù)設(shè)值時向短路開關(guān)單元的控制端發(fā)出斷開電信號，以令短路開關(guān)單元驅(qū)動其輸入端和輸出端斷開。

優(yōu)選地，所述PFC升壓單元包括有升壓電感、第一開關(guān)管、第一二極管和第一電解電容，所述升壓電感的前端用于接入直流電壓，所述升壓電感的后端連接于第一開關(guān)管的漏極，所述第一開關(guān)管的源極接地，所述第一開關(guān)管的柵極用于接入一路PWM控制信號，所述第一開關(guān)管的漏極連接第一二極管的陽極，所述第一二極管的陰極作為PFC升壓單元的輸出端，且該第一二極管的陰極連接第一電解電容的正極，所述第一電解電容的負極接地。

優(yōu)選地，所述短路開關(guān)單元包括有第二開關(guān)管、第一NPN管、PNP管、光耦和第二電解電容，所述第二開關(guān)管的漏極作為短路開關(guān)單元的輸入端，所述第二開關(guān)管的源極作為短路開關(guān)單元的輸出端，所述第一NPN管的集電極連接高電位，所述第一NPN管的基極通過第一電阻連接于高電位，所述第一NPN管的發(fā)射極與PNP管的發(fā)射極相連接，所述第一NPN管的集電極連接于第二開關(guān)管的源極，所述第一NPN管發(fā)射極的電信號傳輸至第二開關(guān)管的柵極，所述第二電解電容的正極連接于第二開關(guān)管的源極，所述第二電解電容的負極接地，所述光耦包括有發(fā)射管和接收管，所述第一NPN管的基極、PNP管的基極和接收管的輸入端相互連接，所述接收管的輸出端連接于第二開關(guān)管的源極，所述發(fā)射管的陽極作為短路開關(guān)單元的控制端，所述發(fā)射管的陰極接地。

優(yōu)選地，所述第一NPN管的發(fā)射極通過第二電阻連接于第二開關(guān)管的柵極。

優(yōu)選地，所述第一NPN管的集電極通過第三電阻連接于高電位。

優(yōu)選地，所述智能識別單元包括有第一比較器、第二NPN管、第二二極管和第一電容，所述第二二極管的陽極用于連接高電位，所述第二二極管的陰極通過第一電容接地，所述第二NPN管的基極用于接入電流采樣電路輸出的電流信號，所述第二NPN管的發(fā)射極接地，所述第二NPN管的集電極連接于第二二極管的陰極，且所述第二二極管陰極的電信號傳輸至第一比較器的反相端，所述第一比較器的同相端用于接入第一基準電壓，所述第一比較器的輸出端作為智能識別單元的輸出端而連接于所述發(fā)射管的陽極。

優(yōu)選地，還包括有第二比較器和第三NPN管，所述第二二極管陰極的電信號傳輸至第二比較器的反相端，所述第二比較器的同相端用于接入第二基準電壓，所述第二比較器輸出端的電信號傳輸至第三NPN管的基極，所述第三NPN管的集電極連接于第一比較器的反相端，所述第三NPN管的發(fā)射極接地。

優(yōu)選地，還包括有第四NPN管，所述第二比較器輸出端的電信號傳輸至第四NPN管的基極，所述第四NPN管的集電極連接于第二比較器的反相端，所述第四NPN管的發(fā)射極接地。

優(yōu)選地，所述逆變單元包括由第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管和第六開關(guān)管組成的逆變橋，所述第三開關(guān)管的柵極、第四開關(guān)管的柵極、第五開關(guān)管的柵極和第六開關(guān)管的柵極分別用于接入PWM驅(qū)動信號，藉由所述PWM驅(qū)動信號而控制第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管和第六開關(guān)管的導(dǎo)通狀態(tài)，以令所述逆變單元輸出交流電。

優(yōu)選地，所述電流采樣電路包括有相互并聯(lián)的第四電阻、第五電阻和第六電阻，所述第四電阻、第五電阻和第六電阻的前端連接于逆變單元的直流母線的負極，所述第四電阻、第五電阻和第六電阻的后端接地，且所述第四電阻、第五電阻和第六電阻的前端作為電流采樣電路的輸出端。

本發(fā)明公開的修正波逆變器智能型短路保護開關(guān)電路中，當逆變單元未產(chǎn)生尖峰電流時，智能識別單元控制短路開關(guān)單元的輸入端和輸出端導(dǎo)通，使得PFC升壓單元的輸出信號通過短路開關(guān)單元傳輸至逆變單元，使得負載正常上電；當逆變單元因帶非阻性負載而產(chǎn)生尖峰電流時，該尖峰電流傳輸至智能識別單元，智能識別單元控制短路開關(guān)單元將其輸入端和輸出端斷開，進而將PFC升壓單元和逆變單元之間斷開?；谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)，本發(fā)明實現(xiàn)了在逆變部分產(chǎn)生尖峰電流或者負載短路等情況下及時進行保護，從而提高逆變器的帶容性負載能力，同時可避免逆變器誤關(guān)機或誤損壞，大大降低了電路成本。

附圖說明

圖1為PFC升壓單元、短路開關(guān)單元和智能識別單元的電路原理圖。

圖2為逆變單元的電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作更加詳細的描述。

本發(fā)明公開了一種修正波逆變器智能型短路保護開關(guān)電路，結(jié)合圖1和圖2所示，其包括有：

一PFC升壓單元10，用于對其輸入電壓進行升壓轉(zhuǎn)換；

一短路開關(guān)單元20，其輸入端連接于PFC升壓單元10的輸出端，所述短路開關(guān)單元20用于根據(jù)其控制端接收的電信號而驅(qū)動其輸入端和輸出端導(dǎo)通或斷開；

一逆變單元30，其輸入端連接于短路開關(guān)單元20的輸出端，所述逆變單元30用于將短路開關(guān)單元20輸出的電壓逆變?yōu)榻涣麟姡?/p>

一電流采樣電路50，用于采集逆變單元30母線的電流信號；

一智能識別單元40，連接于電流采樣電路50的輸出端，所述智能識別單元40用于接收電流采樣電路50采集的電流信號，以及：

當所述電流信號未超過預(yù)設(shè)值時向短路開關(guān)單元20的控制端發(fā)出導(dǎo)通電信號，以令短路開關(guān)單元20驅(qū)動其輸入端和輸出端導(dǎo)通；

當所述電流信號高于預(yù)設(shè)值時向短路開關(guān)單元20的控制端發(fā)出斷開電信號，以令短路開關(guān)單元20驅(qū)動其輸入端和輸出端斷開。

上述電路中，當逆變單元30未產(chǎn)生尖峰電流時，智能識別單元40控制短路開關(guān)單元20的輸入端和輸出端導(dǎo)通，使得PFC升壓單元10的輸出信號通過短路開關(guān)單元20傳輸至逆變單元30，使得負載正常上電；當逆變單元30因帶非阻性負載而產(chǎn)生尖峰電流時，該尖峰電流傳輸至智能識別單元40，智能識別單元40控制短路開關(guān)單元20將其輸入端和輸出端斷開，進而將PFC升壓單元10和逆變單元30之間斷開。基于上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明實現(xiàn)了在逆變部分產(chǎn)生尖峰電流或者負載短路等情況下及時進行保護，從而提高逆變器的帶容性負載能力，同時可避免逆變器誤關(guān)機或誤損壞，大大降低了電路成本。

關(guān)于升壓部分，所述PFC升壓單元10包括有升壓電感L2、第一開關(guān)管Q5、第一二極管D1和第一電解電容C2，所述升壓電感L2的前端用于接入直流電壓，所述升壓電感L2的后端連接于第一開關(guān)管Q5的漏極，所述第一開關(guān)管Q5的源極接地，所述第一開關(guān)管Q5的柵極用于接入一路PWM控制信號，所述第一開關(guān)管Q5的漏極連接第一二極管D1的陽極，所述第一二極管D1的陰極作為PFC升壓單元10的輸出端，且該第一二極管D1的陰極連接第一電解電容C2的正極，所述第一電解電容C2的負極接地。

上述PFC升壓單元10中，濾波電容C1將獲得的直流脈動電源或純直流進行高頻濾波送給第一開關(guān)管Q5、升壓電感L2進行升壓，升壓原理如下：第一開關(guān)管Q5導(dǎo)通時，濾波電容C1上的電流經(jīng)升壓電感L2、第一開關(guān)管Q5到GND形成回路，升壓電感L2儲存能量，這時升壓電感L2的電壓極性為前正后負；當?shù)谝婚_關(guān)管Q5關(guān)斷時，升壓電感上會形成比輸入電壓高得多的感應(yīng)電動勢，這時升壓電感L2上的電壓極性為前負后正，感應(yīng)電動勢經(jīng)第一二極管D1進行整流后形成單向電壓再送給第一電解電容C2濾波，第一電解電容C2為大容量的電解電容，經(jīng)過第一電解電容C2濾波后的電壓為純直流電壓。

作為一種優(yōu)選方式，所述短路開關(guān)單元20包括有第二開關(guān)管Q6、第一NPN管Q9、PNP管Q10、光耦和第二電解電容C3，所述第二開關(guān)管Q6的漏極作為短路開關(guān)單元20的輸入端，所述第二開關(guān)管Q6的源極作為短路開關(guān)單元20的輸出端，所述第一NPN管Q9的集電極連接高電位，所述第一NPN管Q9的基極通過第一電阻R21連接于高電位，所述第一NPN管Q9的發(fā)射極與PNP管Q10的發(fā)射極相連接，所述第一NPN管Q9的集電極連接于第二開關(guān)管Q6的源極，所述第一NPN管Q9發(fā)射極的電信號傳輸至第二開關(guān)管Q6的柵極，所述第二電解電容C3的正極連接于第二開關(guān)管Q6的源極，所述第二電解電容C3的負極接地，所述光耦包括有發(fā)射管U5A和接收管U5B，所述第一NPN管Q9的基極、PNP管Q10的基極和接收管U5B的輸入端相互連接，所述接收管U5B的輸出端連接于第二開關(guān)管Q6的源極，所述發(fā)射管U5A的陽極作為短路開關(guān)單元20的控制端，所述發(fā)射管U5A的陰極接地。

進一步地，所述第一NPN管Q9的發(fā)射極通過第二電阻R1連接于第二開關(guān)管Q6的柵極。所述第一NPN管Q9的集電極通過第三電阻R20連接于高電位。

上述短路開關(guān)單元20中，當電源開通時由于沒有異常信號接收管U5B沒有導(dǎo)通，這時VCC1通過第三電阻R20、第一電阻R21、第一NPN管Q9、PNP管Q10、第二電阻R1組成的驅(qū)動電路給第二開關(guān)管Q6的GEAT極，第二開關(guān)管Q6導(dǎo)通，對第二電解電容C3充電，第二電解電容C3的容量要比第一電解電容C2少很多，這時逆變電路正常工作輸出修正波電壓給負載。當接入的負載發(fā)生異常時，逆變電路會產(chǎn)生異常電流，通電流采樣電路送給智能識別電路，這時接收管U5B會導(dǎo)通，將第一NPN管Q9的基極拉低，第一NPN管Q9關(guān)閉，PNP管Q10導(dǎo)通，第二開關(guān)管Q6的GEAT極電壓被PNP管Q10拉到低電平為零，第二開關(guān)管Q6關(guān)閉，第二電解電容C3上儲存的電壓供給逆變電路，當異常信號消除后，接收管U5B會關(guān)掉，同時第二開關(guān)管Q6會繼續(xù)導(dǎo)通，第二電解電容C3上將有持續(xù)的電壓供給逆變電路。如果第二開關(guān)管Q6關(guān)閉后，第二電解電容C3的電壓放到零時，逆變電路產(chǎn)生的異常電流仍沒有消除，這時接收管U5B會永久導(dǎo)通關(guān)掉第二開關(guān)管Q6，從而斷掉逆變電路的供電，達到保護設(shè)備和用戶人身安全的目的。

作為一種優(yōu)選方式，所述智能識別單元40包括有第一比較器U9A、第二NPN管Q12、第二二極管D2和第一電容C4，所述第二二極管D2的陽極用于連接高電位，所述第二二極管D2的陰極通過第一電容C4接地，所述第二NPN管Q12的基極用于接入電流采樣電路50輸出的電流信號，所述第二NPN管Q12的發(fā)射極接地，所述第二NPN管Q12的集電極連接于第二二極管D2的陰極，且所述第二二極管D2陰極的電信號傳輸至第一比較器U9A的反相端，所述第一比較器U9A的同相端用于接入第一基準電壓VF1，所述第一比較器U9A的輸出端作為智能識別單元40的輸出端而連接于所述發(fā)射管U5A的陽極。

進一步地，所述智能識別單元40還包括有第二比較器U9B和第三NPN管Q11，所述第二二極管D2陰極的電信號傳輸至第二比較器U9B的反相端，所述第二比較器U9B的同相端用于接入第二基準電壓VF2，所述第二比較器U9B輸出端的電信號傳輸至第三NPN管Q11的基極，所述第三NPN管Q11的集電極連接于第一比較器U9A的反相端，所述第三NPN管Q11的發(fā)射極接地。

此外，所述智能識別單元40還包括有第四NPN管Q13，所述第二比較器U9B輸出端的電信號傳輸至第四NPN管Q13的基極，所述第四NPN管Q13的集電極連接于第二比較器U9B的反相端，所述第四NPN管Q13的發(fā)射極接地。

上述智能識別單元40中，第七電阻R36、第八電阻R37、第二二極管D2、第一電容C4、第二NPN管Q12組成定時電路，第九電阻R44、第十電阻R35、第二電容C5與電流采樣電路相連。第七電阻R36、第八電阻R37組成分壓電路，第二二極管D2將分得的電壓給第一電容C4充電，第二二極管D2防止第一電容C4向第八電阻R37放電，由于第一比較器U9A和第二比較器U9B是由比較器組成，所以輸入電阻很大，第一電容C4充滿電后沒有放電回路。當負載在逆變電路的承受范圍內(nèi)，電流采樣電路上流過的電流形成的壓降不足以當?shù)诙﨨PN管Q12導(dǎo)通，第一電容C4上的電壓高過VF1和VF2，第一比較器U9A的1腳與第二比較器U9B的7腳分別輸出低電平，發(fā)射管U5A不導(dǎo)通，第二開關(guān)管Q6正常工作。當電流采樣電路上有大電流形成的高電壓后，通過分壓R38、第九電阻R44，分壓后再經(jīng)第二電容C5濾除干擾信號送到第二NPN管Q12的基極，第二NPN管Q12會導(dǎo)通，這時會將定時電路第一電容C4上的電壓釋放，當電容第一電容C4的電壓釋放到比VF1低時，第一比較器U9A的1腳會輸出高電平，同時發(fā)射管U5A導(dǎo)通，由發(fā)射管U5A去控制接收管U5B，接收管U5B也導(dǎo)通，接收管U5B關(guān)斷第二開關(guān)管Q6，這時逆變電路靠第二電解電容C3儲存的電壓供電，如果第二電解電容C3的電壓沒有放完，但是采樣電路上的大電流產(chǎn)生的高電壓已消失，那么第七電阻R36會對第一電容C4充電，當?shù)谝浑娙軨4上的電壓高于VF1時，第一比較器U9A的1腳會輸出低電平，第二開關(guān)管Q6繼續(xù)工作，這時應(yīng)該是用戶接入了容性或感性負載所產(chǎn)生的干擾尖峰電流，電路是可以工作的。但如果第二電解電容C3上的電壓已放完，采樣電阻上由大電流產(chǎn)生的高電壓仍然足以讓第二NPN管Q12繼續(xù)導(dǎo)通，這時第一電容C4上的電壓通過第二NPN管Q12釋放到低于VF2電壓時，第二比較器U9B將輸出高電平，第三NPN管Q11、第四NPN管Q13導(dǎo)通，分別將第一比較器U9A與第二比較器U9B的2腳和6腳電平拉低到零，這時第一比較器U9A被第二比較器U9B鎖死，發(fā)射管U5A將永久導(dǎo)通，從而將第二開關(guān)管Q6永久關(guān)閉。

作為一種優(yōu)選方式，第二電解電容C3的容量要少于第一電解電容C2，并且當?shù)诙_關(guān)管Q6斷開時，第二電解電容C3上儲存的能量不能足以損壞逆變電路的開關(guān)管，同時第二電解電容C3上的電壓放完后，定時器電路第一電容C4上的電壓要降到VF2以下，但第一電容C4上的電壓不能釋放到零。

關(guān)于逆變部分，請參照圖2，所述逆變單元30包括由第三開關(guān)管Q1、第四開關(guān)管Q2、第五開關(guān)管Q3和第六開關(guān)管Q4組成的逆變橋，所述第三開關(guān)管Q1的柵極、第四開關(guān)管Q2的柵極、第五開關(guān)管Q3的柵極和第六開關(guān)管Q4的柵極分別用于接入PWM驅(qū)動信號，藉由所述PWM驅(qū)動信號而控制第三開關(guān)管Q1、第四開關(guān)管Q2、第五開關(guān)管Q3和第六開關(guān)管Q4的導(dǎo)通狀態(tài)，以令所述逆變單元30輸出交流電。

上述逆變單元30中，第三開關(guān)管Q1、第六開關(guān)管Q4與第四開關(guān)管Q2、第五開關(guān)管Q3交替導(dǎo)通，會在OUT_L、OUT_N上形成修正波交流電壓送給負載，F(xiàn)1是安全保險管。

作為一種優(yōu)選方式，所述電流采樣電路50包括有相互并聯(lián)的第四電阻R3、第五電阻R4和第六電阻R5，所述第四電阻R3、第五電阻R4和第六電阻R5的前端連接于逆變單元30的直流母線的負極，所述第四電阻R3、第五電阻R4和第六電阻R5的后端接地，且所述第四電阻R3、第五電阻R4和第六電阻R5的前端作為電流采樣電路50的輸出端。

上述電流采樣電路50中，當逆變電路工作時，會在第四電阻R3、第五電阻R4和第六電阻R5上流過電流從而產(chǎn)生壓降，當負載短路時或超過逆變電路所承受的功率時第四電阻R3、第五電阻R4和第六電阻R5上會產(chǎn)生很大的壓降，從而讓智能識別電路去識別負載是否短路。

本發(fā)明公開的修正波逆變器智能型短路保護開關(guān)電路，其具有智能識別負載是否短路，并能及時應(yīng)對容性或感性負載的沖擊電流，在上述電路的作用下，可使得修正波逆變器的帶容性或感性載能力增強，同時不容易損壞設(shè)備，安全性大大提高，此外還可以減少逆變電路的成本。

以上所述只是本發(fā)明較佳的實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)所做的修改、等同替換或者改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明所保護的范圍內(nèi)。