一種變頻器的制造方法
【專利摘要】一種變頻器，屬于變頻器【技術領域】。包括整流電路、濾波吸收電路、逆變電路、開關電源、電壓采樣電路、電流采樣電路、驅動電路、控制模塊、I/O電路，電壓采樣電路包括分壓電路和電壓采樣調理電路；電流采樣電路包括電流電壓轉換電路和電流采樣調理電路；所述的驅動電路包括電壓幅值轉換電路；所述的I/O電路在輸入端與輸出端之間通過光耦進行連接。優點：小型化、小功率、低成本。
【專利說明】一種變頻器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于變頻器【技術領域】，具體涉及一種變頻器。
【背景技術】
[0002]在能源緊缺、環境問題日益嚴重的今天，隨著變頻技術的高速發展與產品功能的完善，變頻器在紡織、通訊、運輸、電力、電子、環保等領域得到空前的發展和應用。隨著近些年自動化解決方案需求的增長，小功率變頻器市場發展平穩，并呈逐年上升的趨勢。小功率變頻器的用戶對變頻器的性能、價格以及安裝尺寸都有較高的要求。如圖7所示，通常變頻器的電子部分被劃分為功率部分和控制部分，功率部分包括整流電路1、濾波吸收電路2、逆變電路3、開關電源4、電壓采樣電路5、電流采樣電路6、驅動電路7、限流電路IO、繼電器控制電路13、風扇控制電路14以及溫度檢測電路15 ;控制部分包括控制模塊8、I/O電路9、擴展電路11以及操作面板12。傳統變頻器的隔離設計方案是在功率部分的電壓采樣電路
5、電流采樣電路6以及驅動電路7三部分采用光耦隔離，開關電源4采用磁隔離，繼電器控制電路13、風扇控制電路14以及溫度檢測電路15借助開關電源4的隔離性能達到隔離目的；在控制部分中，除I/O電路9中的數字量輸入輸出電路使用光耦隔離外，其余電路均不隔離。其中，電壓采樣電路5、電流采樣電路6以及驅動電路7對信號的要求較高，所用的隔離器件相對昂貴，非常不利于產品的成本控制；而繼電器控制電路13、風扇控制電路14以及溫度檢測電路15由于借用開關電源4進行隔離，因此需要增加開關電源4的輸出路數，使產品體積變大；上述各隔離部分的一次側連接功率部分，二次側連接控制部分，在電子線路板布局的時候，一次側及二次側都需要具備特定的安全間距，無法很好地實現產品的小型化。
[0003]鑒于上述已有技術，有必要加以改進，為此，本 申請人:作了有益的設計，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種小型化、低成本的小功率變頻器。
[0005]本實用新型的目的是這樣來達到的，一種變頻器，包括整流電路、濾波吸收電路、逆變電路、開關電源、電壓采樣電路、電流采樣電路、驅動電路、控制模塊、I/o電路，所述的整流電路、濾波吸收電路以及逆變電路依次連接，所述的開關電源以及電壓采樣電路與介于濾波吸收電路和逆變電路之間的直流母線連接，所述的電流采樣電路以及驅動電路與逆變電路連接，所述的控制模塊與開關電源、電壓采樣電路、電流采樣電路、驅動電路以及I/o電路連接，其特征在于:電壓采樣電路包括分壓電路和電壓采樣調理電路，所述的分壓電路的輸入端與介于濾波吸收電路和逆變電路之間的直流母線連接，分壓電路的輸出端連接電壓采樣調理電路的輸入端，電壓采樣調理電路的輸出端連接控制模塊；電流采樣電路包括電流電壓轉換電路和電流采樣調理電路，所述的電流電壓轉換電路的輸入端與逆變電路連接，電流電壓轉換電路的輸出端連接電流采樣調理電路的輸入端，電流采樣調理電路的輸出端連接控制模塊；所述的驅動電路包括電壓幅值轉換電路，所述的電壓幅值轉換電路的輸入端連接控制模塊，電壓幅值轉換電路的輸出端連接逆變電路的驅動輸入端；所述的I/O電路在輸入端與輸出端之間通過光耦進行連接。
[0006]在本實用新型的一個具體的實施例中，所述的變頻器還包括限流電路和繼電器控制電路，所述的限流電路包括并聯連接的充電電阻和繼電器，限流電路設置在連接整流電路和濾波吸收電路的一直流母線上，且與繼電器控制電路連接，所述的繼電器控制電路與所述的控制模塊連接。
[0007]在本實用新型的另一個具體的實施例中，所述的I/O電路包括數字量輸入電路、數字量輸出電路、模擬量輸入電路以及模擬量輸出電路，數字量輸入電路、數字量輸出電路、模擬量輸入電路以及模擬量輸出電路的一端連接所述的控制模塊，數字量輸入電路、數字量輸出電路、模擬量輸入電路以及模擬量輸出電路的另一端連接用戶端。
[0008]在本實用新型的又一個具體的實施例中，所述的變頻器還包括擴展電路，所述的擴展電路通過連接器與控制模塊進行連接。
[0009]在本實用新型的再一個具體的實施例中，所述的變頻器還包括操作面板電路，所述的操作面板與控制模塊中的電子組件板一體設計。
[0010]在本實用新型的還有一個具體的實施例中，所述的模擬量輸入電路包括模擬量輸入端、ν/F轉換電路以及光耦，所述的模擬量輸入端口連接V/F轉換電路的輸入端，V/F轉換電路的輸出端連接光耦的輸入端，光耦的輸出端連接控制模塊。
[0011]在本實用新型的更而一個具體的實施例中，所述的模擬量輸出電路包括光耦、濾波電路以及模擬量輸出端，所述的光耦輸入端連接控制模塊，光耦輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接模擬量輸出端。
[0012]在本實用新型的進而一個具體的實施例中，所述的變頻器還包括風扇控制電路和溫度檢測電路，風扇控制電路和溫度檢測電路與所述的控制模塊連接。
[0013]本實用新型由于采用了上述結構，與現有技術相比，具有的有益效果是:1.控制模塊與電壓采樣電路、電流采樣電路以及驅動電路之間不設置隔離，由此可以縮小變頻器的體積，并且由于省去了電壓采樣電路、電流采樣電路以及驅動電路的專用隔離器件的使用，可以大幅降低生產成本，提高產品性價比；2.所述的I/O電路的輸入端與輸出端之間通過光耦進行連接，實現了控制模塊與用戶端之間的有效隔離，從而能夠有效保證用戶端接線的安全性；3.所述的繼電器控制電路和溫度檢測電路之間不進行磁隔離，因此能夠減少開關電源的輸出路數，進一步減小變頻器體積。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的電原理框圖。
[0015]圖2為本實用新型所述的電壓采樣電路的電原理框圖。
[0016]圖3為本實用新型所述的電流采樣電路的電原理框圖。
[0017]圖4為本實用新型所述的驅動電路的電原理框圖。
[0018]圖5為本實用新型所述的I/O電路的模擬量輸入電路的電原理框圖。
[0019]圖6為本實用新型所述的I/O電路的模擬量輸出電路的電原理框圖。
[0020]圖7為現有技術的變頻器的電原理框圖。【具體實施方式】
[0021]為了使公眾能充分了解本實用新型的技術實質和有益效果， 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，任何依據本實用新型構思作形式而非實質的變化都應當視為本實用新型的保護范圍。
[0022]請參閱圖1，一種變頻器，包括整流電路1、濾波吸收電路2、逆變電路3、開關電源
4、電壓采樣電路5、電流采樣電路6、驅動電路7、控制模塊8、I/O電路9、限流電路10、擴展電路U、操作面板12、繼電器控制電路13、風扇控制電路14以及溫度檢測電路15，其中，整流電路1、濾波吸收電路2、逆變電路3、開關電源4、電壓采樣電路5、電流采樣電路6、驅動電路7、限流電路10、繼電器控制電路13、風扇控制電路14以及溫度檢測電路15構成變頻器的功率部分；控制模塊8、1/0電路9、擴展電路11以及操作面板12構成變頻器的控制部分。所述的整流電路1、濾波吸收電路2以及逆變電路3依次連接，整流電路I的輸入端接入三相電網,逆變電路3的輸出端可用于連接電機(圖中示意的M)。在連接整流電路I和濾波吸收電路2的一直流母線上設置限流電路10，所述的限流電路10包括并聯連接的充電電阻和繼電器，所述的繼電器與繼電器控制電路13的輸出端連接。所述的開關電源4的輸入端以及電壓采樣電路5的輸入端與介于濾波吸收電路2和逆變電路3之間的直流母線連接。所述的電流采樣電路6的輸入端與逆變電路3連接。所述的驅動電路7的輸出端與逆變電路3的驅動輸入端連接。所述的控制模塊8為控制部分的核心，其與開關電源4的輸出端、電壓米樣電路5的輸出端、電流米樣電路6的輸出端、驅動電路7的輸入端、繼電器控制電路13的輸入端、風扇控制電路14的輸入端以及溫度檢測電路15的輸出端連接,風扇控制電路14的輸出端連接風扇，溫度檢測電路15的輸入端連接散熱器或功率模塊。風扇控制電路14通過開關電源4與繼電器控制電路13以及溫度檢測電路15形成磁隔離，而繼電器控制電路13和溫度檢測電路15之間無需進行磁隔離，兩者可共同接地，因此能夠減少開關電源4的輸出路數，減小變頻器體積，并節約生產成本。控制模塊8還與I/O電路9、擴展電路11以及操作面板12作雙向連接，I/O電路9、擴展電路11以及操作面板12的輸出端用于連接用戶端。在本實施例中，所述的擴展電路11通過連接器與控制模塊8進行連接，擴展電路11可以是通信擴展卡，能夠通過光耦進行隔離，提高安全性；所述的操作面板電路12與控制模塊8中的電子組件板一體設計，可通過使用結構件覆蓋操作面板12電路的方式達到安全隔離的效果。
[0023]請參閱圖2并結合圖1，所述的電壓采樣電路5包括分壓電路和電壓采樣調理電路，在本實施例中，所述的分壓電路為電阻分壓電路。所述的分壓電路的輸入端與介于濾波吸收電路2和逆變電路3之間的直流母線連接，分壓電路的輸出端與電壓采樣調理電路的輸入端連接，電壓采樣調理電路的輸出端連接控制模塊8。母線電壓經分壓電路后轉換成小電壓信號，再經電壓采樣調理電路調理后送至控制模塊8的A/D采樣端口進行電壓采樣。
[0024]請參閱圖3并結合圖1，所述的電流采樣電路6包括電流電壓轉換電路和電流采樣調理電路，所述的電流電壓轉換電路的輸入端與所述的逆變電路3連接，電流電壓轉換電路的輸出端與電流采樣調理電路的輸入端連接，電流采樣調理電路的輸出端連接控制模塊8。輸出電流經電流電壓轉換電路轉換后形成小電壓信號，再經電流采樣調理電路調理后送至控制模塊8的A/D采樣端口進行電流采樣。
[0025]請參閱圖4并結合圖1，所述的驅動電路7包括電壓幅值轉換電路，所述的電壓幅值轉換電路的輸入端連接控制模塊8，電壓幅值轉換電路的輸出端連接逆變電路3的驅動輸入端。控制模塊8輸出的PWM脈沖信號通過電壓幅值轉換電路提高電壓幅值并增大驅動能力后，輸送給逆變電路3的驅動輸入端，驅動逆變電路3開始工作。
[0026]請參閱圖5、6并結合圖1，所述I/O電路9包括數字量輸入電路、數字量輸出電路、模擬量輸入電路以及模擬量輸出電路，各電路的輸入端與輸出端之間都通過光耦進行隔離。所述的模擬量輸入電路包括模擬量輸入端、V/F轉換電路以及光耦，所述的模擬量輸入端連接V/F轉換電路的輸入端，V/F轉換電路的輸出端連接光耦的輸入端，光耦的輸出端連接控制模塊8。由模擬量輸入端輸入的模擬量電壓信號經V/F轉換電路轉換成頻率信號，該頻率信號經光耦隔離后送入控制模塊8，進行頻率信號的采樣，控制模塊8在采樣到頻率信號后根據V/F轉換比將其轉換回模擬量電壓信號。所述的模擬量輸出電路包括光耦、濾波電路以及模擬量輸出端，所述的光耦輸入端連接控制模塊8，光耦輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接模擬量輸出端。控制模塊8輸出的PWM脈沖波經光耦隔離、濾波電路濾波后形成模擬量信號，所述的模擬量信號的幅值受控于PWM脈沖波的占空比。
【權利要求】
1.一種變頻器，包括整流電路(I)、濾波吸收電路(2)、逆變電路(3)、開關電源(4)、電壓采樣電路(5)、電流采樣電路(6)、驅動電路(7)、控制模塊(8)、1/0電路(9)，所述的整流電路(I)、濾波吸收電路(2)以及逆變電路(3)依次連接，所述的開關電源(4)以及電壓采樣電路(5)與介于濾波吸收電路(2)和逆變電路(3)之間的直流母線連接，所述的電流采樣電路(6)以及驅動電路(7)與逆變電路(3)連接，所述的控制模塊⑶與開關電源(4)、電壓采樣電路(5)、電流采樣電路(6)、驅動電路(7)以及I/O電路(9)連接，其特征在于:電壓采樣電路(5)包括分壓電路和電壓采樣調理電路，所述的分壓電路的輸入端與介于濾波吸收電路(2)和逆變電路(3)之間的直流母線連接，分壓電路的輸出端連接電壓采樣調理電路的輸入端，電壓采樣調理電路的輸出端連接控制模塊(8);電流采樣電路(6)包括電流電壓轉換電路和電流采樣調理電路，所述的電流電壓轉換電路的輸入端與逆變電路(3)連接，電流電壓轉換電路的輸出端連接電流采樣調理電路的輸入端，電流采樣調理電路的輸出端連接控制模塊(8);所述的驅動電路(7)包括電壓幅值轉換電路，所述的電壓幅值轉換電路的輸入端連接控制模塊(8)，電壓幅值轉換電路的輸出端連接逆變電路(3)的驅動輸入端；所述的I/O電路(9)在輸入端與輸出端之間通過光耦進行連接。
2.根據權利要求1所述的一種變頻器，其特征在于所述的變頻器還包括限流電路(10)和繼電器控制電路(13)，所述的限流電路(10)包括并聯連接的充電電阻和繼電器，限流電路(10)設置在連接整流電路⑴和濾波吸收電路(2)的一直流母線上，且與繼電器控制電路(13)連接，所述的繼電器控制電路(13)與所述的控制模塊(8)連接。
3.根據權利要求1所述的一種變頻器，其特征在于所述的I/O電路(9)包括數字量輸入電路、數字量輸出電路、模擬量輸入電路以及模擬量輸出電路，數字量輸入電路、數字量輸出電路、模擬量輸入電路以及模擬量輸出電路的一端連接所述的控制模塊(8)，數字量輸入電路、數字量輸出電路、模擬量輸入電路以及模擬量輸出電路的另一端連接用戶端。
4.根據權利要求1所述的一種變頻器，其特征在于所述的變頻器還包括擴展電路(11)，所述的擴展電路(11)通過連接器與控制模塊(8)進行連接。
5.根據權利要求1所述的一種變頻器，其特征在于所述的變頻器還包括操作面板電路(12)，所述的操作面板(12)與控制模塊(8)中的電子組件板一體設計。
6.根據權利要求3所述的一種變頻器，其特征在于所述的模擬量輸入電路包括模擬量輸入端、V/F轉換電路以及光耦，所述的模擬量輸入端口連接V/F轉換電路的輸入端，V/F轉換電路的輸出端連接光耦的輸入端，光耦的輸出端連接控制模塊(8)。
7.根據權利要求3所述的一種變頻器，其特征在于所述的模擬量輸出電路包括光耦、濾波電路以及模擬量輸出端，所述的光耦輸入端連接控制模塊(8)，光耦輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接模擬量輸出端。
8.根據權利要求1所述的一種變頻器，其特征在于所述的變頻器還包括風扇控制電路(14)和溫度檢測電路(15)，風扇控制電路(14)和溫度檢測電路(15)與所述的控制模塊(8)連接。
【文檔編號】H02M5/458GK203645551SQ201320869438
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】李福 , 陳利東, 徐勝 申請人:常熟開關制造有限公司(原常熟開關廠）