变频器故障检测封波电路、变频器及应用变频器的系统

摘要

本申请提供一种变频器故障检测封波电路、变频器及应用变频器的系统，通过限流保护电路采集表征变频器的输出电流信号的电压信号，并进行转换后与限流基准信号进行比较，根据比较结果输出第一限流保护信号及第二限流保护信号；当变频器出现限流故障时，通过驱动封锁电路接收第一限流保护信号，及脉冲缓冲芯片实现硬件封锁所述变频器中IGBT的驱动信号，处理器接收第二限流保护信号，通过处理器实现软件上的脉冲抑制输出，当故障消除后，由处理器解除所述脉冲抑制输出，无需大量外围器件实现解除封锁；同时采用硬件与软件联合检测与保护，提高了电路的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及变频器的故障检测技术领域，尤其涉及一种变频器故障检测 封波电路、变频器及应用变频器的系统。

背景技术

随着自然资源的匮乏，变频器作为一种节能产品越来越多的被应用于电 机驱动等工业场合，但是其应用的工业场合通常要求变频器能够应对恶劣的 工况，具有一定的过载能力，这就要求变频器需要有很好的故障检测以及保 护电路。

现有技术中关于变频器的故障检测及保护装置通常采用硬件电路进行检 测及保护，同时需要所述硬件电路进行故障解除的判断及保护动作的解除工 作，所以需要很多的外围器件；同时，采用硬件电路进行故障检测、保护及 其解除动作，其可靠性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种变频器故障检测封波电路、变频器及应用 变频器的系统，以解决现有技术中外围器件多且电路可靠性低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种变频器故障检测封波电路，包括：

与变频器输出端相连的限流保护电路，用于采集表征所述变频器的输出 电流信号的电压信号，将所述电压信号进行转换后与限流基准信号进行比较， 根据比较结果生成并输出第一限流保护信号及第二限流保护信号；

与所述限流保护电路相连的驱动封锁电路，用于接收所述第一限流保护 信号，并根据所述第一限流保护信号的电平值生成并输出封锁信号；

使能脚与所述驱动封锁电路相连的脉冲缓冲芯片，用于接收所述封锁信 号，并根据所述封锁信号封锁所述变频器中IGBT的驱动信号；

与所述限流保护电路相连的处理器，用于接收所述第二限流保护信号， 并根据所述第二限流保护信号判断所述变频器是否需要限流，根据判断结果 进行脉冲抑制输出或者解除所述脉冲抑制输出。

优选的，所述限流保护电路包括：

分别与所述变频器输出端相连的三个采集转换模块，分别用于采集表征 所述变频器的三相输出电流信号的电压信号并进行转换；

生成并输出所述限流基准信号的限流基准模块；

输入端分别与所述三个采集转换模块的输出端及限流基准模块的输出端 相连的窗口器比较电路，用于比较所述转换后的电压信号及所述限流基准信 号，并输出比较结果；

输入端与所述窗口器比较电路的输出端相连的整形模块，所述整形模块 的输出端与所述驱动封锁电路相连，用于对所述比较结果进行整形，并输出 所述第一限流保护信号至驱动封锁电路及输出所述第二限流保护信号至处理 器。

优选的，所述限流基准模块与所述处理器相连，所述处理器输出脉冲宽 度调制信号至所述限流基准模块；所述限流基准模块根据所述脉冲宽度调制 信号生成所述限流基准信号；

其中，所述限流基准模块包括：

一端与所述处理器相连的第十一电阻；

一端与所述第十一电阻的另一端相连的第七电容；所述第七电容的另一 端接地；

同相输入端与所述第十一电阻及第七电容的连接点相连的第三运算放大 器；所述第三运算放大器的反相输入端与输出端相连；

一端与所述第三运算放大器的输出端相连的第十二电阻；

一端与所述第十二电阻的另一端相连的第十三电阻，所述第十三电阻的 另一端与所述变频器的第二电源相连；

一端与所述第十二电阻及第十三电阻的连接点相连的第八电容，所述第 八电容的另一端接地；所述第十二电阻、第十三电阻及第八电容的连接点作 为所述限流基准模块的高限流基准信号输出端；

一端与所述第三运算放大器的反相输入端相连的第十四电阻；

反相输入端与所述第十四电阻的另一端相连的第四运算放大器；

连接于所述第四运算放大器的同相输入端及地之间的第十五电阻；

连接于所述第四运算放大器的反相输入端与输出端之间的第十六电阻；

一端与所述第四运算放大器的输出端相连的第十七电阻；

连接于所述第十七电阻另一端与所述第二电源之间的第十八电阻；

一端与所述第十七电阻及第十八电阻的连接点相连的第九电容，所述第 九电容的另一端接地；所述第十七电阻、第十八电阻及第九电容的连接点作 为所述限流基准模块的低限流基准信号输出端。

优选的，所述驱动封锁电路包括：

一端与所述限流保护电路相连的第二十电阻；

一端与所述第一电阻的另一端相连的第十电容，所述第十电容的另一端 接地；

输入端与所述第二十电阻及第十电容的连接点相连的非门；

一端与所述变频器的第二电源相连的第二十一电阻，所述第二十一电阻 的另一端与所述非门的输出端相连，所述非门的输出端与所述脉冲缓冲芯片 的使能脚相连。

优选的，还包括：输入端与所述限流保护电路相连，输出端分别与所述 处理器及所述驱动封锁电路相连的过流检测电路，用于接收所述限流保护电 路内所述每个采集转换模块输出的电压信号，并将所述电压信号与所述预设 的过流基准值进行比较，根据比较结果生成第一过流保护信号及第二过流保 护信号，输出所述第一过流保护信号至所述驱动封锁电路，输出所述第二过 流保护信号至所述处理器。

优选的，所述过流检测电路包括：

过流基准模块，用于生成并输出所述预设的过流基准值；

输入端分别与所述限流保护电路的三个采集转换模块的输出端及限流基 准模块的输出端相连的窗口器比较电路，用于分别将所述每个采集转换模块 输出的电压信号与所述预设的过流基准值进行比较，并输出比较结果；

输入端与所述窗口器比较电路的输出端相连的整形模块，所述整形模块 的输出端与所述驱动封锁电路相连，用于对所述比较结果进行整形，生成并 输出所述第一过流保护信号至驱动封锁电路及输出所述第二过流保护信号至 处理器。

优选的，所述每个采集转换模块包括：

一端与所述变频器的第一电源相连的第一电阻；

一端与所述第一电阻的另一端相连的第二电阻，所述第二电阻的另一端 与所述变频器输出端相连，采集其中一相输出电流信号；所述第一电阻与所 述第二电阻的阻值相同；

一端与所述第一电阻及第二电阻的连接点相连的第三电阻；

一端与所述第三电阻的另一端相连的第一电容，所述第一电容的另一端 接地；所述第三电阻与所述第一电容的连接点为所述采集转换模块的输出端；

所述窗口器比较电路包括：三个输出端并联的窗口比较器、第七电阻、 第八电阻及第四电容；其中：

每个所述窗口比较器包括：第一比较器与第二比较器；所述第一比较器 的正向输入端与所述第二比较器的反相输入端相连，连接点作为所述窗口器 比较电路的第一输入端与其中一个采集转换模块的输出端相连，所述第一比 较器的反相输入端作为所述窗口器比较电路的第二输入端，所述第二比较器 的正相输入端作为所述窗口器比较电路的第三输入端；所述第一比较器与第 二比较器的输出端相连；

所述第七电阻的一端与所述变频器的第二电源相连，所述第七电阻的另 一端与所述窗口比较器的输出端相连；

所述第八电阻的一端与所述第七电阻的另一端相连；

所述第四电容的一端与所述第八电阻的另一端相连；所述第四电容的另 一端接地；所述第四电容与所述第八电阻的连接点为所述窗口器比较电路的 输出端；

所述整形模块包括：

输入端作为所述整形模块的输入端的第一非门；

输入端与所述第一非门的输出端相连的第二非门，所述第二非门的输出 端为所述整形模块的输出端。

优选的，所述整形模块还包括：

输入端与所述整形模块的输出端相连的滤波模块，所述滤波模块的输出 端与所述处理器相连，用于对所述第一限流保护信号或第一过流保护信号进 行滤波，输出所述第二限流保护信号或第二过流保护信号。

优选的，所述滤波模块包括：

一端作为所述滤波模块的输入端的第九电阻；

一端与所述第九电阻的另一端相连的第五电容，所述第五电容的另一端 接地；所述第九电阻与所述第五电容的连接点为所述滤波模块的输出端。

优选的，所述驱动封锁电路包括：

一端与所述限流保护电路相连的第二十电阻；

一端与所述第二十电阻的另一端相连的第十电容，所述第十电容的另一 端接地；

一端与所述过流检测电路相连的第二十一电阻；

一端与所述第二十一电阻的另一端相连的第十一电容，所述第十一电容 的另一端接地；

输入端分别与两个连接点相连的与非门，所述两个连接点为所述第二十 电阻与第十电容的连接点及所述第二十一电阻与第十一电容的连接点；

一端与所述变频器的第二电源相连的第二十二电阻，所述第二十二电阻 的另一端与所述与非门的输出端相连，连接点与所述脉冲缓冲芯片的使能脚 相连。

优选的，还包括：IGBT故障检测电路；所述IGBT故障检测电路的输入 端接收所述变频器输出端的IGBT的故障反馈信号，所述IGBT故障检测电路 的输出端与所述驱动封锁电路相连；所述驱动封锁电路还与所述处理器相连。

优选的，所述IGBT故障检测电路包括三个输入端分别接收所述变频器输 出端的三相IGBT的故障反馈信号的检测模块，所述每个检测模块的输出端分 别与所述驱动封锁电路相连；所述每个检测模块包括：

第三十电阻；

一端与所述第三十电阻的另一端相连的第三十一电阻；所述第三十电阻 及第三十一电阻的连接点作为所述检测模块的输入端；

一端与所述第三十一电阻的另一端相连的第二十电容，所述第二十电容 的另一端接地；

输入端与所述第三十一电阻及第二十电容的连接点相连的非门；所述非 门的输出端作为所述检测模块的输出端。

优选的，所述驱动封锁电路包括：

一端与所述限流保护电路相连的第二十电阻；

一端与所述第二十电阻的另一端相连的第十电容，所述第十电容的另一 端接地；

一端与所述过流检测电路相连的第二十一电阻；

一端与所述第二十一电阻的另一端相连的第十一电容，所述第十一电容 的另一端接地；

阴极与所述第二十电阻及第十电容的连接点相连的第一二极管；

阴极与所述第二十一电阻及第十一电容的连接点相连的第二二极管；所 述第一二极管及第二二极管的阳极相连；

阴极分别与所述IGBT故障检测电路输出端相连的第三二极管、第四二极 管及第五二极管；所述第三二极管、第四二极管、第五二极管的阳极相连， 连接点与所述处理器相连；

连接于所述变频器的第二电源与所述第三二极管、第四二极管及第五二 极管的阳极连接点之间的第二十二电阻；

连接于所述第二电源与所述第一二极管及第二二极管的阳极连接点之间 的第二十三电阻；

输入端分别与两个连接点相连的与非门，所述两个连接点分别为所述第 三二极管、第四二极管及第五二极管的阳极连接点，及所述第一二极管与第 二二极管的阳极连接点；

一端与所述第二电源相连的第二十四电阻，所述第二十四电阻的另一端 与所述与非门的输出端相连，连接点与所述脉冲缓冲芯片的使能脚相连；

或者，所述驱动封锁电路包括：

一端与所述限流保护电路相连的第二十电阻；

一端与所述第二十电阻的另一端相连的第十电容，所述第十电容的另一 端接地；

一端与所述过流检测电路相连的第二十一电阻；

一端与所述第二十一电阻的另一端相连的第十一电容，所述第十一电容 的另一端接地；

输入端分别与两个连接点相连的第一与门，所述两个连接点为所述第二 十电阻与第十电容的连接点及所述第二十一电阻与第十一电容的连接点；

输入端分别与两个所述检测模块的输出端相连的第二与门；

输入端均与另外一个所述检测模块的输出端相连的第三与门；所述第二 与门的输出端与所述第三与门的输出端相连，连接点与所述处理器相连；

一个输入端与所述第一与门的输出端相连的与非门，所述与非门的另一 个输入端与所述第二与门输出端及所述第三与门输出端的连接点相连；

一端与所述第二电源相连的第二十二电阻，所述第二十二电阻的另一端 与所述与非门的输出端相连，连接点与所述脉冲缓冲芯片的使能脚相连。

优选的，所述驱动封锁电路还包括：

阴极与所述处理器的DRIVE引脚相连的第七二极管；

阴极与所述处理器的RS-DRIVE引脚相连的第八二极管；所述第七二极 管与所述第八二极管的阳极相连，连接点与所述第一二极管及第二二极管的 阳极连接点相连；

或者，所述驱动封锁电路还包括：

输入端分别与所述处理器的DRIVE引脚及RS-DRIVE引脚相连的第四与 门；所述第四与门的输出端与所述第一与门的输出端相连。

一种变频器，其特征在于，包括上述任一所述的变频器故障检测封波电 路。

一种应用变频器的系统，所述应用变频器的系统中的变频器包括上述任 一所述的变频器故障检测封波电路。

本申请提供一种变频器故障检测封波电路，通过限流保护电路采集表征 所述变频器的输出电流信号的电压信号，将所述电压信号进行转换后与限流 基准信号进行比较，根据比较结果生成并输出第一限流保护信号及第二限流 保护信号；然后由驱动封锁电路接收所述第一限流保护信号，并根据所述第 一限流保护信号的电平值生成并输出封锁信号；再由脉冲缓冲芯片接收所述 封锁信号，并根据所述封锁信号封锁所述变频器中IGBT的驱动信号；所述驱 动封锁电路接收所述第一限流保护信号的同时，处理器接收所述第二限流保 护信号，并根据所述第二限流保护信号判断所述变频器是否需要限流，根据 判断结果进行软件处理。本申请提供的变频器故障检测封波电路，通过上述 过程，使得所述变频器需要限流时，通过所述驱动封锁电路及脉冲缓冲芯片 封锁所述变频器中IGBT的驱动信号，通过所述处理器实现软件上的脉冲抑制 输出，当故障消除后，再由所述处理器解除所述脉冲抑制输出，无需现有技 术中的大量外围器件实现解除封锁的过程；同时采用硬件与软件联合检测与 保护，提高了电路的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种变频器故障检测封波电路图；

图2为本申请另一实施例提供的一种变频器故障检测封波电路图；

图3为本申请另一实施例提供的一种限流保护电路图；

图4为本申请另一实施例提供的一种驱动封锁电路图；

图5为本申请另一实施例提供的一种变频器故障检测封波电路图；

图6为本申请另一实施例提供的一种变频器故障检测封波电路图；

图7为本申请另一实施例提供的一种过流检测电路图；

图8为本申请另一实施例提供的一种驱动封锁电路图；

图9为本申请另一实施例提供的一种IGBT故障检测电路图；

图10为本申请另一实施例提供的一种变频器故障检测封波电路图；

图11为本申请另一实施例提供的一种驱动封锁电路图；

图12为本申请另一实施例提供的一种驱动封锁电路图；

图13为本申请另一实施例提供的一种驱动封锁电路图；

图14为本申请另一实施例提供的一种驱动封锁电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种变频器故障检测封波电路，以解决现有技术中外围器 件多且电路可靠性低的问题。

具体的，如图1所示，所述变频器故障检测封波电路包括：

分别与第一电源VCC1、第二电源VCC2、地及变频器输出端相连的限流 保护电路101；

连接于第二电源VCC2与地之间，并与限流保护电路101相连的驱动封 锁电路102；

使能脚与驱动封锁电路102相连的脉冲缓冲芯片103；

与限流保护电路101相连的处理器104。

值得说明的是，在具体的实际应用中，第一电源VCC1通常提供3V工作 电压，也可以根据实际情况采用3.3V工作电压，第二电源VCC2通常提供 3.3V工作电压，此处不做具体限定，可以使其应用环境而定。

具体的工作原理为：

限流保护电路101采集表征所述变频器的输出电流信号的电压信号，将 所述电压信号进行转换后与所述限流基准信号进行比较，根据比较结果生成 并输出第一限流保护信号OCL1及第二限流保护信号OCL2；驱动封锁电路 102接收第一限流保护信号OCL1，并根据第一限流保护信号OCL1的电平值 生成并输出封锁信号DRIVE-EN；脉冲缓冲芯片103接收封锁信号 DRIVE-EN，并根据封锁信号DRIVE-EN封锁所述变频器中IGBT的驱动信号； 其中，IGBT可以是所述变频器中逆变桥的开关管；处理器104接收第二限流 保护信号OCL2，并根据第二限流保护信号OCL2的电平值判断所述变频器的 输出是否需要限流，根据判断结果进行软件脉冲抑制输出或者解除所述脉冲 抑制输出。

值得说明的是，现有技术中也存在采用纯软件实现变频器的故障检测及 保护的方案，此方案比采用硬件电路所用到的外围器件少，同时可靠性高， 但是采用纯软件实现封锁的过程比采用硬件电路的实现过程慢，容易导致保 护不及时致使所述变频器的器件损伤；而本实施例所述的变频器故障检测封 波电路，通过上述过程，使得所述变频器需要限流时，可以先通过驱动封锁 电路102及脉冲缓冲芯片103所述变频器中IGBT的驱动信号，再通过处理器 104实现软件上的脉冲抑制输出，保证保护得及时可靠，确保器件的安全；当 故障消除后，再由处理器104解除所述脉冲抑制输出，即无需现有技术中的 大量外围器件实现解除封锁的过程；同时采用硬件与软件联合检测与保护， 提高了电路的可靠性。

优选的，如图2所示，限流保护电路101包括：

连接于第一电源VCC1与地之间，并分别与所述变频器输出端相连的三 个采集转换模块111；

连接于第一电源VCC1与地之间的限流基准模块112；

连接于第二电源VCC2与地之间、输入端分别与三个采集转换模块111 的输出端及限流基准模块112的输出端相连的窗口器比较电路113；

输入端与窗口器比较电路113的输出端相连的整形模块114，整形模块 114的输出端与驱动封锁电路102相连；

优选的，还包括：输入端与整形模块114的输出端相连的滤波模块115， 滤波模块115的输出端与处理器104相连。

具体的工作原理为：

三个采集转换模块111分别采集表征所述变频器的输出电流信号的电压 信号IU、IV及IW，将电压信号IU转换为相应的电压信号IU-1、将电压信号 IV转换为电压信号IV-1，将电压信号IW转换为电压信号IW-1；限流基准模 块112输出所述限流基准信号；窗口器比较电路113分别将电压信号IU-1、 电压信号IV-1及电压信号IW-1与所述限流基准信号进行比较，生成并输出 比较结果；整形模块114对所述比较结果进行整形，生成并输出第一限流保 护信号OCL1及第二限流保护信号OCL2。优选地，限流保护电路101还包括 滤波模块115，滤波模块115可以对第一限流保护信号OCL1进行滤波，生成 并输出第二限流保护信号OCL2，也即将第一限流保护信号OCL1进行滤波后 输出至处理器104。

优选的，如图3所示，每个采集转换模块111包括：

一端与第一电源VCC1相连的第一电阻R1；

一端与第一电阻R1的另一端相连的第二电阻R2，第二电阻R2的另一端 与所述变频器输出端相连，采集其中一相输出电流信号；第一电阻R1与第二 电阻R2的阻值相同；

一端与第一电阻R1及第二电阻R2的连接点相连的第三电阻R3；

一端与第三电阻R3的另一端相连的第一电容C1，第一电容C1的另一端 接地；第三电阻R3与第一电容C1的连接点为采集转换模块111的输出端；

窗口器比较电路113包括：三个输出端并联的窗口比较器110、第七电阻 R7、第八电阻R8及第四电容C4；其中：

每个窗口比较器110包括：第一比较器U1与第二比较器U2；第一比较 器U1的同相输入端与第二比较器U2的反相输入端相连，连接点作为窗口比 较器110的第一输入端与其中一个采集转换模块111的输出端相连，第一比 较器U1的反相输入端作为窗口比较器110的第二输入端与限流基准模块112 的低基准值输出端相连，第二比较器U2的同相输入端作为窗口比较器110的 第三输入端与限流基准模块112的高基准值输出端相连；第一比较器U1与第 二比较器U2的输出端相连；

第七电阻R7的一端与第二电源VCC2相连；

第八电阻R8的一端与第七电阻R7的另一端及第一比较器U1的输出端 相连；

第四电容C4的一端与第八电阻R8的另一端相连；第四电容C4的另一 端接地；第四电容C4与第八电阻R8的连接点为窗口器比较电路113的输出 端；

整形模块114包括：

输入端作为整形模块114的输入端的第一非门F1；

输入端与第一非门F1的输出端相连的第二非门F2，第二非门F2的输出 端为整形模块114的输出端；

在具体的应用中，整形模块114可以采用偶数个反相器(比如非门)来 实现，或者奇数个同相器(比如与门)来实现，图3仅为一种示例，此处不 做具体限定，使其应用环境而定。

优选的，处理器104还用于输出脉冲宽度调制信号OCREF至限流保护电 路101；限流保护电路101还用于根据脉冲宽度调制信号OCREF生成所述限 流基准信号；

限流保护电路101根据脉冲宽度调制信号OCREF生成所述限流基准信 号，使得所述限流基准信号为可控的，能够根据具体的应用环境而调节。

图3所示为限流保护电路101内限流基准模块112的一种示例，具体包 括：

一端与处理器104相连的第十一电阻R11；

一端与第十一电阻R11的另一端相连的第七电容C7；第七电容C7的另 一端接地；

同相输入端与第十一电阻R11及第七电容C7的连接点相连的第三运算 放大器U3；第三运算放大器U3的反相输入端与输出端相连；

一端与第三运算放大器U3的输出端相连的第十二电阻R12；

一端与第十二电阻R12的另一端相连的第十三电阻R13，第十三电阻R13 的另一端与第二电源VCC2相连；

一端与第十二电阻R12及第十三电阻R13的连接点相连的第八电容C8， 第八电容C8的另一端接地；第十二电阻R12、第十三电阻及第八电容C8的 连接点作为限流基准模块112的高限流基准信号输出端，输出限流基准信号 的上限值REFH；

一端与第三运算放大器U3的反相输入端相连的第十四电阻R14；

反相输入端与第十四电阻R14的另一端相连的第四运算放大器U4；

连接于第四运算放大器U4的同相输入端及地之间的第十五电阻R15；

连接于第四运算放大器U4的反相输入端与输出端之间的第十六电阻 R16；

一端与第四运算放大器U4的输出端相连的第十七电阻R17；

连接于第十七电阻R17另一端与第二电源VCC之间的第十八电阻R18；

一端与第十七电阻R17及第十八电阻R18的连接点相连的第九电容C9， 第九电容C9的另一端接地；第十七电阻R17、第十八电阻R18及第九电容 C9的连接点作为限流基准模块112的低限流基准信号输出端，输出限流基准 信号的下限值REFL。

通过处理器104提供脉冲宽度调制信号OCREF，并通过第十电阻R10与 第六电容C6及第十一电阻R11与第七电容C7组成的两级低通滤波器滤波， 将脉冲宽度调制信号OCREF滤成直流信号，再通过后续元器件处理生成所述 限流基准信号的上限值REFH及下限值REFL。

值得说明的是，处理器104提供的脉冲宽度调制信号OCREF可以经过一 级滤波即可，但是只经过一级滤波之后的信号带有纹波，经过两级低通滤波 后可以得到直流信号，利于后续元器件的处理。图3所示为采用两级滤波的 示例，限流基准模块112还包括连接于处理器104与第十一电阻R11之间的 第十电阻R10，及一端与第十电阻R10的另一端相连的第六电容C6；第六电 容C6的另一端接地。

在具体的实际应用中，限流基准模块112的具体实现形式可以视其应用 环境而定，此处不做具体限定。

优选的，如图3所示，滤波模块115包括：

一端作为滤波模块115的输入端的第九电阻R9；

一端与第九电阻R9的另一端相连的第五电容C5，第五电容C5的另一端 接地；第九电阻R9与第五电容C5的连接点为滤波模块115的输出端。

具体的工作原理为：

所述变频器三相输出电流信号经过放大转换后的电压信号IU、IV及IW 为交流信号，最大峰值为正负VCC1对应限流保护点，电压信号IU、IV及IW 分别经过第一电阻R1及第二电阻R2组成的二分之一抬升电路处理，再经过 第三电阻R3与第一电容C1组成的RC低通滤波器滤波后，滤除高频干扰信 号，转换为直流偏置叠加上交流电压的电压信号IU-1、IV-1及IW-1；电压信 号IU-1、IV-1及IW-1再在窗口比较器电路113内与所述限流基准信号的上限 值REEH及下限值REEL进行比较，所述比较结果经过第一非门F1与第二非 门F2的整形后输出第一限流保护信号OCL1至驱动封锁电路102；第一限流 保护信号OCL1经过第九电阻R9与第五电容C5组成的RC低通滤波器滤波 后，生成并输出第二限流保护信号OCL2至处理器104。

当所述变频器三相输出电流正常时，以U相电流为例，电压信号IU在经 过抬升滤波后得到的电压信号IU-1＝(VCC1+IU)/2，其电压值在所述限流基 准信号的上限值REEH与下限值REEL之间，窗口比较器110为高阻态，输 出信号通过第七电阻R7外部上拉为高电平，再经过第八电阻R8与第四电容 C4低通滤波后，输出至整形模块114经过内部第一非门F1与第二非门F2组 成的两级施密特反相器整形后，输出高电平的第一限流保护信号OCL1；第一 限流保护信号OCL1再经过第九电阻R9与第五电容C5低通滤波后，生成并 输出高电平的第二限流保护信号OCL2至处理器104；即正常状态时，限流保 护电路101输出的第一限流保护信号OCL1及第二限流保护信号OCL2均为 高电平。当所述变频器三相输出电流限流时，以U相电流为例，电压信号IU 的电压值超过所述限流基准信号的上限值REEH，窗口比较器110输出低电平 电压信号，再经过滤波及整形后输出低电平的第一限流保护信号OCL1至驱 动封锁电路102，实现硬件上封锁所述变频器中IGBT的驱动信号；第一限流 保护信号OCL1再经过第九电阻R9与第五电容C5低通滤波后，生成并输出 低电平的第二限流保护信号OCL2至处理器104，处理器104判定为限流，再 实现软件上的脉冲抑制；达到硬件先封锁所述变频器中IGBT的驱动信号，软 件上再抑制，实现硬软件结合，当故障消除后，再由处理器104解除所述脉 冲抑制输出，提高封锁速度与可靠性。所述变频器的另外两相的输出电流的 检测原理与上述过程相同，此处不再赘述。

优选的，如图4所示，驱动封锁电路102包括：

一端与限流保护电路101相连的第二十电阻R20；

一端与第一电阻R1的另一端相连的第十电容C1，第十电容C10的另一 端接地；

输入端与第二十电阻R20及第十电容C10的连接点相连的非门F；

一端与第二电源VCC2相连的第二十一电阻R21，第二十一电阻R21的 另一端与非门F的输出端相连，连接点与脉冲缓冲芯片103的使能脚相连。

具体的工作原理为：

当所述变频器三相输出电流需要限流时，限流保护电路101输出低电平 的第一限流保护信号OCL1至驱动封锁电路102，经过第二十电阻R20与第 十电容C10的低通滤波后，经过非门F整形后输出高电平的封锁信号 DRIVE-EN至脉冲缓冲芯片103，由脉冲缓冲芯片103封锁所述变频器中IGBT 的驱动信号。

优选的，如图5所示，所述变频器故障检测封波电路还包括：

连接于第一电源VCC1、第二电源VCC2与地之间的过流检测电路105， 过流检测电路105的输入端与限流保护电路101相连，过流检测电路105的 输出端分别与处理器104及驱动封锁电路102相连。

过流检测电路105接收限流保护电路101内每个采集转换模块111输出 的电压信号IU-1、IV-1及IW-1，将电压信号IU-1、IV-1及IW-1与所述预设 的过流基准值进行比较，根据比较结果生成第一过流保护信号OCH1及第二 过流保护信号OCH2，输出第一过流保护信号OCH1至驱动封锁电路102，输 出第二过流保护信号OCH2至处理器104。

驱动封锁电路102还用于根据第一过流保护信号OCH1输出高电平的封 锁信号DRIVE-EN至脉冲缓冲芯片103，由脉冲缓冲芯片103封锁所述变频 器中IGBT的驱动信号。

处理器104还用于根据第二过流保护信号OCH2判定为过流，实现软件 上的脉冲封锁。

优选的，如图6所示，过流检测电路105包括：

连接于第一电源VCC1与地之间的预设基准模块151；

连接于第二电源VCC2与地之间、输入端分别与限流保护电路101及预 设基准模块151的输出端相连的窗口器比较电路152；

输入端与窗口器比较电路152的输出端相连的整形模块153，整形模块 153的输出端与驱动封锁电路102相连；

优选的，还包括：输入端与整形模块153的输出端相连的滤波模块154， 滤波模块154的输出端与处理器104相连。

具体的工作原理为：

预设基准模块151生成并输出所述预设的过流基准值；窗口器比较电路 152分别将限流保护电路101内每个采集转换模块111输出的电压信号IU-1、 IV-1及IW-1与预设的过流基准值进行比较，生成并输出比较结果；整形模块 153对所述比较结果进行整形，生成并输出第一过流保护信号OCH1；当过流 检测电路105包括滤波模块154时，滤波模块154对第一过流保护信号OCH1 进行滤波，生成并输出第二过流保护信号OCH2。

优选的，如图7所示，窗口器比较电路152包括：三个输出端并联的窗 口比较器150、第七电阻R7、第八电阻R8及第四电容C4；其中：

每个窗口比较器150包括：第一比较器U1与第二比较器U2；第一比较 器U1的正向输入端与第二比较器U2的反相输入端相连，连接点作为窗口器 比较电路152的第一输入端与其中一个采集转换模块111的输出端相连，接 收电压信号IU-1、IV-1或者IW-1，第一比较器U1的反相输入端作为窗口器 比较电路152的第二输入端，第二比较器U2的正相输入端作为窗口器比较电 路152的第三输入端；第一比较器U1与第二比较器U2的输出端相连；

第七电阻R7的一端与第二电源VCC2相连，第七电阻R7的另一端与窗 口比较器150的输出端相连；

第八电阻R8的一端与第七电阻R7的另一端相连；

第四电容C4的一端与第八电阻R8的另一端相连；第四电容C4的另一 端接地；第四电容C4与第八电阻R8的连接点为窗口器比较电路152的输出 端；

整形模块153包括：

输入端作为整形模块153的输入端的第一非门F1；

输入端与第一非门F1的输出端相连的第二非门F2，第二非门F2的输出 端为整形模块153的输出端；

图7所示为一种预设基准模块151实现形式的示例，具体包括：

一端与第一电源VCC1相连的第四电阻R4；

一端与第四电阻R4另一端相连的第五电阻R5；第四电阻R4与第五电阻 R5的连接点为预设基准模块151的高基准值输出端，输出所述预设的过流基 准值的上限值；

一端与第五电阻R5的另一端相连的第六电阻R6，第六电阻R6的另一端 接地；

连接于第一电源VCC1与地之间的第二电容C2；

连接于第五电阻R5及第六电阻R6的连接点与地之间的第三电容C3，第 三电容C3的另一端接地，第五电阻R5、第六电阻R6及第三电容C3的连接 点为预设基准模块151的低基准值输出端，输出所述预设的过流基准值的下 限值；

在具体的实际应用中，预设基准模块151的具体实现形式可以视其应用 环境而定，此处不做具体限定。

优选的，滤波模块154包括：

一端作为滤波模块154的输入端的第九电阻R9；

一端与第九电阻R9的另一端相连的第五电容C5，第五电容C5的另一端 接地；第九电阻R9与第五电容C5的连接点为滤波模块154的输出端；

过流检测电路105内各个元器件的工作原理基本与限流保护电路101相 同，不同的是过流检测电路105内的预设的过流基准值的上限值及下限值是 预设的，不是通过处理器104提供的；在具体的实际应用中，两种基准值可 以均为0V和3.3V，限流保护电路101还可以根据处理器104的信号进行相 应的调节，此处不做具体限定。

优选的，如图8所示，驱动封锁电路102包括：

一端与限流保护电路101相连的第二十电阻R20；

一端与第二十电阻R20的另一端相连的第十电容C10，第十电容C10的 另一端接地；

一端与过流检测电路105相连的第二十一电阻R21；

一端与第二十一电阻R21的另一端相连的第十一电容C11，第十一电容 C11的另一端接地；

输入端分别与两个连接点相连的与非门U，所述两个连接点为第二十电 阻R20与第十电容C10的连接点及第二十一电阻R21与第十一电容C11的连 接点；

一端与第二电源VCC2相连的第二十二电阻R22，第二十二电阻R22的 另一端与与非门U的输出端相连，连接点与脉冲缓冲芯片103的使能脚相连。

限流保护电路101输出的第一限流保护信号OCL1与过流检测电路105 输出的第一过流保护信号OCH1分别经过低通滤波后，经由与非门U的逻辑 处理及整形后输出封锁信号DRIVE-EN至脉冲缓冲芯片103。当第一限流保 护信号OCL1与第一过流保护信号OCH1其中之一为低电平或者两者均为低 电平时，与非门U输出为高电平的封锁信号DRIVE-EN，此时脉冲缓冲芯片 103封锁所述变频器中IGBT的驱动信号。

优选的，如图9所示，所述变频器故障检测封波电路还包括：连接于第 三电源VCC3与地之间的IGBT故障检测电路106；IGBT故障检测电路106 的输入端接收所述变频器输出端的IGBT的故障反馈信号，IGBT故障检测电 路106的输出端与驱动封锁电路102相连；驱动封锁电路102还与处理器104 相连。

IGBT故障检测电路106对所述变频器输出端的IGBT进行监控，当IGBT 出现短路故障时，IGBT故障检测电路106输出信号至驱动封锁电路102，使 驱动封锁电路102输出为高电平的封锁信号DRIVE-EN，控制脉冲缓冲芯片 103进行硬件封锁。

在具体的实际应用中，第三电源VCC3可以为5V，也可以根据具体的应 用环境而定，此处不做具体限定。

优选的，如图10所示，IGBT故障检测电路106包括三个输入端分别接 收所述变频器输出端的三相IGBT的故障反馈信号的检测模块161，每个检测 模块161的输出端分别与驱动封锁电路102相连；每个检测模块161包括：

一端与第三电源VCC3相连的第三十电阻R30；

一端与第三十电阻R30的另一端相连的第三十一电阻R31；第三十电阻 R30及第三十一电阻R31的连接点作为检测模块161的输入端；

一端与第三十一电阻R31的另一端相连的第二十电容C20，第二十电容 C20的另一端接地；

输入端与第三十一电阻R31及第二十电容C20的连接点相连的非门F； 非门F的输出端作为检测模块161的输出端。

IGBT故障检测电路106对所述变频器输出端的IGBT进行监控，当变频 器逆变部分U、V、W三相任一相的IGBT出现短路故障时输出的故障反馈信 号F-IPMU、F-IPMV或者F-IPMW将对应为高电平，经过滤波整形后，输出 的电压信号F-U、F-V或者F-W对应为低电平，使驱动封锁电路102输出为 高电平的封锁信号DRIVE-EN，控制脉冲缓冲芯片103进行硬件封锁。

优选的，如图11所示，驱动封锁电路102包括：

一端与限流保护电路101的OCL1输出端相连的第二十电阻R20；

一端与第二十电阻R20的另一端相连的第十电容C10，第十电容C10的 另一端接地；

一端与过流检测电路105的OCH1输出端相连的第二十一电阻R21；

一端与第二十一电阻R21的另一端相连的第十一电容C11，第十一电容 C11的另一端接地；

阴极与第二十电阻R20及第十电容C10的连接点相连的第一二极管D1；

阴极与第二十一电阻R21及第十一电容C11的连接点相连的第二二极管 D2；第一二极管D1及第二二极管D2的阳极相连；

阴极与一个检测模块161的输出端相连的第三二极管D3；

阴极与另一个检测模块161的输出端相连的第四二极管D4；

阴极均与第三个检测模块161的输出端相连的第五二极管D5；第三二极 管D3、第四二极管D4及第五二极管D5的阳极相连，连接点与处理器104 相连；

连接于第二电源VCC2与第三二极管D3、第四二极管D4及第五二极管 D5的阳极连接点之间的第二十二电阻R22；

连接于所第二电源VCC2与第一二极管D1及第二二极管D2的阳极连接 点之间的第二十三电阻R23；

输入端分别与两个连接点相连的与非门U0，所述两个连接点分别为第三 二极管D3、第四二极管D4及第五二极管D5的阳极连接点，及第一二极管 D1与第二二极管D2的阳极连接点；

一端与第二电源VCC2相连的第二十四电阻R24，第二十四电阻R24的 另一端与与非门U0的输出端相连，连接点与脉冲缓冲芯片103的使能脚相连。

优选的，如图12所示，驱动封锁电路102还包括：

阴极与处理器104的DRIVE引脚相连的第七二极管D7；

阴极与处理器104的RS-DRIVE引脚相连的第八二极管D8；第七二极管 D7与第八二极管D8的阳极相连，连接点与第一二极管D1及第二二极管D2 的阳极连接点相连。

第七二极管D7、第八二极管D8、第一二极管D1及第二二极管D2的阳 极相连使得DRIVE引脚及DRIVE-EN引脚上电复位期间的封锁得以实现，可 有效防止所述变频器待机停机时误发脉冲造成机器误动作。

或者，如图13所示，驱动封锁电路102包括：

一端与限流保护电路101的OCH1输出端相连的第二十电阻R20；

一端与第二十电阻R20的另一端相连的第十电容C10，第十电容C10的 另一端接地；

一端与过流检测电路105的OCL1输出端相连的第二十一电阻R21；

一端与第二十一电阻R21的另一端相连的第十一电容C11，第十一电容 C11的另一端接地；

输入端分别与两个连接点相连的第一与门U1，所述两个连接点为第二十 电阻R20与第十电容C10的连接点及第二十一电阻R21与第十一电容C11的 连接点；

输入端分别与两个检测模块161的输出端相连的第二与门U2；

输入端均与另外一个检测模块161的输出端相连的第三与门U3；第二与 门U2的输出端与第三与门U3的输出端相连，连接点与处理器104相连；

一个输入端与第一与门U1的输出端相连的与非门U0，与非门U0的另 一个输入端与第二与门U2输出端及第三与门U3输出端的连接点相连；

一端与第二电源VCC2相连的第二十二电阻R22，第二十二电阻R22的 另一端与与非门U0的输出端相连，连接点与脉冲缓冲芯片103的使能脚相连。

IGBT故障检测电路106输出的电压信号F-U、F-V及F-W经过两个与门 后，将信号F0输出至处理器104，用于进行软件封锁或解除封锁。IGBT故障 检测电路106输出的电压信号F-U、F-V及F-W，与限流保护电路101输出的 第一限流保护信号OCL1及过流检测电路105输出的第一过流保护信号OCH1 分别经过低通滤波后再经由与门U的逻辑处理的信号，同时经过与非门U0 的逻辑处理，使得电压信号F-U、F-V、F-W、第一限流保护信号OCL1及第 一过流保护信号OCH1，其中任意一个信号为低电平时，封锁信号DRIVE-EN 为高电平，即可控制脉冲缓冲芯片103进行硬件封锁。

值得说明的是，驱动封锁电路102的工作原理为：将接收的信号进行与 非运算，得到的封锁信号DRIVE-EN若为高电平，则控制脉冲缓冲芯片103 进行硬件封锁。另外，当所述变频器故障检测封波电路中仅包括限流保护电 路101时，驱动封锁电路102对接收的信号进行非运算即可；当所述变频器 故障检测封波电路中同时包括限流保护电路101与过流检测电路105时，驱 动封锁电路102需要对接收的信号进行与非运算；当所述变频器故障检测封 波电路中还包括IGBT故障检测电路106时，驱动封锁电路102再增加一路需 要进行与运算的输入即可。

当所述变频器故障检测封波电路中同时包括限流保护电路101与过流检 测电路105及IGBT故障检测电路106时，驱动封锁电路102内的与运算可 以采用图11所示的电路实现形式，也可以采用图13所示的电路实现形式， 不同的是驱动封锁电路102选用图11所示的反相二极管及上拉电阻，比图13 所示的与门结构，其器件成本更低，可以优先选择；此处并不做具体限定， 可以根据具体的实际情况进行选用。

优选的，如图14所示，驱动封锁电路102还包括：

输入端分别与处理器104的DRIVE引脚及DRIVE-EN引脚相连的第四与 门U4；第四与门U4的输出端与第一与门U1的输出端相连。

第四与门U4与第一与门U1的输出端相连使得DRIVE引脚及DRIVE-EN 引脚上电复位期间的封锁得以实现，可有效防止所述变频器待机停机时误发 脉冲造成机器误动作。

另外，本发明还提供了一种变频器，所述变频器包括上述实施例任一所 述的变频器故障检测封波电路。

具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

本发明还提供了一种应用变频器的系统，所述应用变频器的系统中的变 频器包括上述实施例任一所述的变频器故障检测封波电路。

具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是 与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对 于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的 比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上仅是本发明的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本 发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其 它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而 是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。