专利名称：一种三电平变频电路中点检测单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变频器，具体涉及一种三电平变频电路中点检测单元。
(二)
技术背景近年来，随着工业领域对大容量功率装置的需求增多，多电平逆变电路以其无需功率器件串联、谐波含量少、开关频率降低、效率高以及能够减小共模电压等诸多优点而得到广泛的应用。三电平逆变电路是基本的多电平逆变电路，在谐波含量、开关频率、功率器件承受的开关应力等性能方面不如更多电平数的逆变电路，但是主电路结构比较简洁，采用的功率器件少，控制方法相对简单，体积小成本低，可靠性高。 三电平变频电路控制的关键点是控制中点电位，如果中点电位不平衡，在交流输出侧会产生低次谐波，使变流电路的输出效率变低，同时谐波还会对电机产生脉动转矩，影响电机的调速性能；另外，变流电路某些开关管承受的电压增高，降低了系统的可靠性；最后，中点电位偏移降低了直流侧电容的寿命。

发明内容本实用新型的目的在于辅助解决中点电位波动所造成的不利影响，提供一种三电平变频电路中点检测单元，使中点电位波动实时反映给控制器，从而进行实时合理的控制。[0005] 本实用新型的目的是这样实现的一种三电平变频电路中点检测单元，包括集成运算放大电路、集成电压比较电路、开关电源模块和光电耦合器，直流母线电压输入连接开关电源模块及集成运算放大电路，集成运算放大电路输出连接集成电压比较电路，集成电压比较电路输出连接两个光电耦合器，开关电源模块分别给集成运算放大电路、集成电压比较电路、光电耦合器提供隔离电源；当中点电位正常时，两路光电耦合器输出0UT1、 0UT2均为高电平；当中点电位向上偏移时，其中一路光电耦合器输出由高电平变为低电平；当中点电位向下偏移时，另一路光电耦合器输出由高电平变为低电平，从而将中点电位变化信号传递给控制器。 本实用新型还有这样一些技术特征 1、所述的开关电源模块位于电路板上侧，集成运算放大电路置于开关电源模块左下侧，集成电压比较电路位于开关电源模块下侧，两个光电耦合器位于集成电压比较电路右侧由上而下排列。 2、三电平变频器中点与开关电源模块给运算放大电路供电的正负电源中点及集成运算放大电路各路同相输入端相连接。 本实用新型所采用的技术方案是用一片集成运算放大电路、利用有源滤波技术、成熟的开关电源技术，加数模转换电路构成。实现了用低成本电路构成三电平变频器中点检测单元。直流母线电压信号经降压处理后，进入集成运算放大电路，经幅值放大或縮小，有源滤波后输出给集成电压比较电路，集成电压比较电路完成输入信号的比较及模拟信号输出，然后由光电耦合器完成模拟信号与数字信号的转换，并最终将检测信号输出至控制器。 本实用新型的益处在于开关电源模块能够为整个电路板提供用电电源，检测单元
器件价格低廉，性能可靠，且可根据直流母线电压的不同选择分压电阻，灵活多变，适应不同电压等级，摈弃了昂贵的传感器检测。因此本检测单元具有技术成熟，结构简单，性能可靠，价格低廉的特点。

图1是集成运算放大电路的内部原理图；[0012] 图2是集成电压比较电路的内部原理图；[0013] 图3是光电耦合器的内部原理图；[0014] 图4是具体实施中技术方案原理图；[0015] 图5是元件布局结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明 结合图4、图5，本实施例包括一片集成运算放大电路TL074、一片集成电压比较电路LM239、开关电源模块和两个光电耦合器TLP421，外部输入连接开关电源模块及集成运算放大电路TL074，集成运算放大电路连接集成电压比较电路LM239 ，集成电压比较电路LM239输出连接两个光电耦合器TLP421，最终检测信号由光电耦合器输出给控制器，开关电源模块分别给集成运算放大电路TL074、集成电压比较电路LM239、光电耦合器LM239提供隔离电源。 结合图1 3，负直流母线电压进入集成运算放大电路TL074第4路反相端经反比例运算倒相并降低幅值，滤波，输出至集成电压比较电路LM239第3路反相端；负直流母线电压同时进入运算放大电路TL074第3路反相端经反比例运算倒相并增大幅值，滤波，输出至集成电压比较电路LM239第4路同相端；正直流母线电压进入集成运算放大电路TL074第2路经等幅反比例运算后进入集成运算放大电路TL074第1路反相端，经等幅反比例运算，滤波，分别输出至集成电压比较电路LM239第3路同相端及第4路反相端。集成电压比较电路LM239第3路及第4路输出分别连接光电耦合器TLP421。正常情况下两个光电耦合器TLP421输出均为高电平。当中点向上偏移时，集成电压比较电路LM239第3路输出翻转，使之连接的光电耦合器输出由高电平变为低电平；当中点向下偏移时，集成电压比较电路LM239第4路输出翻转，使之连接的光电耦合器输出由高电平变为低电平。[0019] 图5是本实施例的元件布局结构图。第一部分是开关电源模块部分1，该部分为集成电压比较电路LM239、集成运算放大电路TL074以及光电耦合器的提供隔离电源。第二部分是集成运算放大电路TL074部分2，该部分负责直流母线电压幅值变换，滤波。第三部分是集成电压比较电路部分3，该部分负责比较来自于运算放大电路的输出电压，并将比较结果进行输出。第四部分是光电耦合器部分4，上下两部分相同，该部分将集成电压比较器输出信号转换为数字信号并将转换后的信号输出至控制器。 以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神及范围的情况下，作出各种等同变换或变化的技术方案属于本实用新型的保护范畴，由各项权利要求限定。
权利要求一种三电平变频电路中点检测单元，包括集成运算放大电路、集成电压比较电路、开关电源模块和光电耦合器，直流母线电压输入连接开关电源模块及集成运算放大电路，集成运算放大电路输出连接集成电压比较电路，集成电压比较电路输出连接两个光电耦合器，开关电源模块分别给集成运算放大电路、集成电压比较电路、光电耦合器提供隔离电源；当中点电位正常时，两路光电耦合器输出OUT1、OUT2均为高电平；当中点电位向上偏移时，其中一路光电耦合器输出由高电平变为低电平；当中点电位向下偏移时，另一路光电耦合器输出由高电平变为低电平，从而将中点电位变化信号传递给控制器。
2. 根据权利要求1所述的一种三电平变频电路中点检测单元，其特征在于所述的开关 电源模块位于电路板上侧，集成运算放大电路置于开关电源模块左下侧，集成电压比较电 路位于开关电源模块下侧，两个光电耦合器位于集成电压比较电路右侧由上而下排列。
3. 根据权利要求1所述的一种三电平变频电路中点检测单元，其特征在于所述三电平 变频器电路中点与开关电源模块给运算放大电路供电的正负电源中点及集成运算放大电 路各路同相输入端相连接。
专利摘要一种三电平变频电路中点检测单元，涉及一种变频器。它包括集成运算放大电路、集成电压比较电路、开关电源模块和光电耦合器，直流母线电压输入连接开关电源模块及集成运算放大电路，集成运算放大电路输出连接集成电压比较电路，集成电压比较电路输出连接两个光电耦合器，开关电源模块分别给集成运算放大电路、集成电压比较电路、光电耦合器提供隔离电源。本实用新型具有结构简单，性能可靠，价格低廉的特点。
文档编号G01R15/22GK201527442SQ20092010088
公开日2010年7月14日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者孙敬华, 曲文超 申请人:哈尔滨九洲电气股份有限公司