一种变频器的保护装置、方法和变频器与流程

1.本发明属于变频器技术领域，具体涉及一种变频器的保护装置、方法和变 频器，尤其涉及一种大功率变频器驱动板的故障反馈及故障保护装置、方法和 大功率变频器。


背景技术：

2.igbt(绝缘栅双极型晶体管)是大功率变频器中很常用的功率器件，通 常搭配驱动板，应用在逆变电路中。变频器的主控板，通过控制pwm(脉冲 宽度调制)的输出，控制igbt的导通和关断，实现u、v、w三相电源的输 出。作为变频器中的关键器件，igbt的工作状态直接影响到变频器的正常工 作与否，所以，对igbt工作状态的及时检测以及发生故障时的及时保护对变 频器和igbt都是非常有必要的。相关方案中，变频器的驱动板的故障保护方 式采用软件保护，由于软件保护存在延时，存在对驱动板的故障保护不够及时 的问题。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现 有技术。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种变频器的保护装置、方法和变频器，以解决 相关方案中变频器的驱动板的故障保护方式采用软件保护，存在对驱动板的故 障保护不够及时的问题，达到通过在对变频器的驱动板进行故障保护时，至少 采用硬件保护，能够提高对驱动板的故障保护的及时性的效果。
5.本发明提供一种变频器的保护装置中，所述变频器，具有驱动板和主控板， 在所述主控板上设置有驱动芯片；所述变频器的保护装置，包括：第一保护单 元；其中，所述驱动板，被配置为将所述变频器中功率器件的故障反馈信号， 反馈至所述主控板；所述第一保护单元，设置在所述主控板上，且位于所述驱 动板与所述驱动芯片之间，被配置为在接收到所述故障反馈信号的情况下，若 所述故障反馈信号的电平为第一设定电平，则输出第一正常工作信号；若所述 故障反馈信号的电平为第二设定电压，则输出第一停止工作信号；所述驱动芯 片，被配置为在接收到所述第一正常工作信号的情况下，控制所述功率器件正 常工作；在接收到所述第一停止工作信号的情况下，控制所述功率器件停止工 作。
6.在一些实施方式中，所述变频器的保护装置，还包括：第二保护单元；所 述第二保护单元，设置在所述主控板上，且位于所述驱动板与所述驱动芯片之 间；所述第二保护单元，包括：故障反馈模块和控制模块；其中，所述故障反 馈模块，被配置为对所述故障反馈信号进行处理，得到故障检测信号；所述控 制模块，被配置为根据所述故障检测信号，确定所述功率器件是否出现故障， 若确定所述功率器件未出现故障，则输出第一正常工作信号；若确定所述功率 器件出现故障，则输出第二停止工作信号；所述驱动芯片，还被配置为在接收 到所述第二正常工作信号的情况下，控制所述功率器件正常工作；在接收到所 述第二停止工作信号的情况下，控制所述功率器件停止工作。
7.在一些实施方式中，所述功率器件，形成三相全桥模块；所述故障反馈信 号，包
括：由三相全桥单元的六个桥臂反馈的六路信号；所述故障反馈模块的 数量为六路；每路所述故障反馈模块，包括：第一开关管模块和第二开关管模 块；每路所述故障反馈信号，输入至对应的一路所述故障反馈模块中第一开关 管模块的控制端；在该路所述故障反馈模块中，第一开关管模块的输出端，输 出至第二开关管模块的控制端；第二开关管模块的输出端，输出该路所述故障 反馈信号对应的故障检测信号。
8.在一些实施方式中，所述第一保护单元，包括：电平识别模块和比较模块； 所述电平识别模块的数量为六路；在六路所述电平识别模块中，每路所述电平 识别模块，被配置为识别对应的一路所述故障反馈信号的电平，以在对应的一 路所述故障反馈信号的电平为第二设定电平的情况下，输出对应的一路所述故 障反馈信号的电平为第二设定电平的信号；所述比较单元，被配置为在六路所 述故障反馈信号中，在六路所述故障反馈信号的电平均为第一设定电平的情况 下，则输出所述第一正常工作信号；在六路所述故障反馈信号中，有一路所述 故障反馈信号的电平为第二设定电平的情况下，输出所述第一停止工作信号。
9.在一些实施方式中，每路所述电平识别模块，包括：二极管模块；每路所 述故障反馈信号，输入至对应的一路所述二极管模块的阴极；该路所述二极管 模块的阳极，输出至所述比较模块的同相输入端；设定的参考信号，输入至所 述比较模块的反相输入端；所述比较模块的输出端，输出所述第一正常工作信 号或所述第一停止工作信号至所述驱动芯片的使能端。
10.在一些实施方式中，所述比较模块，包括：比较器、第一分压模块、第二 分压模块、限流模块和下拉模块；其中，设定的直流电源、以及每路所述二极 管模块的阳极，经所述第一分压模块后，输入至所述比较器的同相输入端；设 定的直流电源，还经所述第二分压模块后，输入至所述比较器的反相输入端； 所述比较器的输出端，经所述限流模块和所述下拉模块后输出至所述驱动芯片 的使能端。
11.与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种变频器，包括：以上所述的 变频器的保护装置。
12.与上述变频器相匹配，本发明再一方面提供一种变频器的保护方法中，所 述变频器，具有驱动板和主控板，在所述主控板上设置有驱动芯片；所述变频 器的保护方法，包括：通过所述驱动板，将所述变频器中功率器件的故障反馈 信号，反馈至所述主控板；通过第一保护单元，在接收到所述故障反馈信号的 情况下，若所述故障反馈信号的电平为第一设定电平，则输出第一正常工作信 号；若所述故障反馈信号的电平为第二设定电压，则输出第一停止工作信号； 所述第一保护单元设置在所述主控板上，且位于所述驱动板与所述驱动芯片之 间；通过驱动芯片，在接收到所述第一正常工作信号的情况下，控制所述功率 器件正常工作；在接收到所述第一停止工作信号的情况下，控制所述功率器件 停止工作。
13.在一些实施方式中，所述变频器的保护方法，还包括：通过故障反馈模块， 对所述故障反馈信号进行处理，得到故障检测信号；通过控制模块，根据所述 故障检测信号，确定所述功率器件是否出现故障，若确定所述功率器件未出现 故障，则输出第一正常工作信号；若确定所述功率器件出现故障，则输出第二 停止工作信号；通过所述驱动芯片，还在接收到所述第二正常工作信号的情况 下，控制所述功率器件正常工作；在接收到所述第二停止工作信号的情况下， 控制所述功率器件停止工作。
14.由此，本发明的方案，通过在变频器的驱动板与驱动芯片之间增加硬件保 护电路，能够利用驱动板的输出信号进行处理，直接控制驱动芯片，至少利用 硬件保护电路实现对驱动板的故障保护；从而，通过在对变频器的驱动板进行 故障保护时，至少采用硬件保护，能够提高对驱动板的故障保护的及时性。
15.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明 书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
16.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
17.图1为本发明的变频器的保护装置的一实施例的结构示意图；
18.图2为变频器驱动板的故障反馈及故障保护装置的一实施例的结构示意 图；
19.图3为本发明的变频器驱动板的故障保护电路(如驱动故障反馈硬件保护 电路)的一实施例的结构示意图；
20.图4为本发明的变频器驱动板的故障反馈电路的一实施例的结构示意图；
21.图5为变频器驱动板的故障反馈及故障保护方法的一实施例的流程示意 图；
22.图6为本发明的变频器的保护方法的一实施例的流程示意图；
23.图7为本发明的方法中在硬件保护的基础上进行软件保护的过程的一实施 例的流程示意图。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实 施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的 实施例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。
25.相关方案中，变频器的驱动反馈和保护方案，是驱动板输出故障反馈信号 给驱动故障反馈电路，故障反馈信号经故障反馈电路处理后输出反馈信号给 dsp(数字信号处理)模块，dsp模块根据反馈信号控制驱动信号的输出，进 而控制驱动芯片的工作状态。驱动板的故障保护方式只有软件保护，保护方式 单一，保护的及时性和可靠性无法保证。
26.根据本发明的实施例，提供了一种变频器的保护装置。参见图1所示本发 明的装置的一实施例的结构示意图。所述变频器，具有驱动板和主控板，在所 述主控板上设置有驱动芯片。所述变频器的保护装置，包括：第一保护单元， 如驱动故障硬件保护电路。
27.其中，所述驱动板，被配置为将所述变频器中功率器件的故障反馈信号， 反馈至所述主控板。故障反馈信号如信号uh_g、ul_g、vh_g、vl_g、wh_g、 wl_g。
28.所述第一保护单元，设置在所述主控板上，且位于所述驱动板与所述驱动 芯片之间，被配置为在接收到所述故障反馈信号的情况下，若所述故障反馈信 号的电平为第一设定电平，则输出第一正常工作信号。若所述故障反馈信号的 电平为第二设定电压，则输出第一停止工作信号。所述第一正常工作信号，是 控制或维持所述驱动芯片工作的信号。所述第一停止工作信号，是控制所述驱 动芯片停止工作的信号。
29.所述驱动芯片，被配置为在接收到所述第一正常工作信号的情况下，控制 所述功
率器件正常工作。在接收到所述第一停止工作信号的情况下，控制所述 功率器件停止工作。
30.本发明的方案，利用驱动故障反馈信号处理电路对驱动故障反馈信号做处 理，输出信号可以直接控制驱动芯片，及时进行驱动故障保护。通过对驱动故 障反馈信号的处理，能够实现硬件直接控制驱动芯片停止工作，解决了变频器 驱动板的故障保护不够及时的问题，提高了驱动故障保护的及时性。
31.在一些实施方式中，所述变频器的保护装置，还包括：第二保护单元。所 述第二保护单元，设置在所述主控板上，且位于所述驱动板与所述驱动芯片之 间。所述第二保护单元，包括：故障反馈模块和控制模块。故障反馈模块，如 驱动故障反馈电路。控制模块，如dsp模块。
32.其中，所述故障反馈模块，被配置为对所述故障反馈信号进行处理，得到 故障检测信号。
33.所述控制模块，被配置为根据所述故障检测信号，确定所述功率器件是否 出现故障，若确定所述功率器件未出现故障，则输出第一正常工作信号。若确 定所述功率器件出现故障，则输出第二停止工作信号。所述第二正常工作信号， 是控制或维持所述驱动芯片工作的信号。所述第二停止工作信号，是控制所述 驱动芯片停止工作的信号。
34.所述驱动芯片，还被配置为在接收到所述第二正常工作信号的情况下，控 制所述功率器件正常工作。在接收到所述第二停止工作信号的情况下，控制所 述功率器件停止工作。
35.本发明的方案，提出一种大功率变频器的驱动故障反馈及故障保护方法， 不仅能够根据驱动故障反馈电路输出的反馈信号进一步输出控制指令实现软 保护，还可以通过驱动故障硬件保护电路的输出信号进行硬件保护，实现软硬 件双重保护，提高了变频器驱动板的故障检测和保护的及时性和可靠性。
36.本发明的方案适用于变频器控制领域，以下结合具体操作并参照图2至图 5所示的例子，对本发明的方案进行示例性说明。
37.图2为变频器驱动板的故障反馈及故障保护装置的一实施例的结构示意 图。如图2所示，变频器驱动板的故障反馈及故障保护装置，包括：驱动板、 驱动芯片、驱动故障硬件保护电路、驱动故障反馈电路和dsp模块。驱动芯 片、驱动故障硬件保护电路、驱动故障反馈电路和dsp模块，设置在变频器 的主控板上。驱动板的第一输出端，输出至驱动故障硬件保护电路的输入端。 驱动故障硬件保护电路的输出端，输出至驱动芯片的第一保护端。驱动板的第 二输出端，输出至驱动故障反馈电路的输入端。驱动故障反馈电路的输出端， 输出至dsp模块的输入端。dsp模块的输出端，输出至驱动芯片的第二保护 端。
38.参见图2所示的例子，在变频器运行过程中，驱动板会将故障反馈信号(如 信号uh_g、ul_g、vh_g、vl_g、wh_g、wl_g)反馈给主控板，反馈 信号经过驱动故障硬件保护电路输出控制信号en，控制驱动芯片的工作状态。 同时，反馈信号驱动故障反馈电路进行信号处理，输出的反馈信号(如信号 uh_dsp、ul_dsp、vh_dsp、vl_dsp、wh_dsp、wl_dsp)经过dsp 处理后，判断是否发生故障，进而输出控制信号(如信号uh、ul、vh、vl、 wh、wl)至驱动芯片，控制pwm驱动信号的输出。
39.其中，驱动芯片，是主控板上的一个芯片，用于对主控板输出的pwm驱 动信号进行
信号处理，这里主要对pwm驱动信号进行电平转换，将高电平的 3.3v转为15v输出，输出再经过互锁电路处理最终输出6路驱动信号给到驱 动板。
40.驱动板，主要作用就是驱动igbt，并反馈故障信号给主控板。
41.相关方案中，驱动板输出故障反馈信号给驱动故障反馈电路，驱动故障电 路对故障反馈信号进行处理后输出给dsp模块，dsp模块进而控制驱动信号， 以控制驱动芯片的工作状态。基于这样的驱动故障反馈和故障保护拓扑，图2 在结构上新增了驱动故障硬件保护电路，通过驱动故障硬件保护电路直接对故 障反馈信号处理，直接输出控制信号en，控制驱动芯片的工作状态，属于硬 件保护。通过新增驱动故障硬件保护，解决了相关方案中变频器驱动板的故障 保护单一和保护不及时的问题。
42.在一些实施方式中，所述功率器件，形成三相全桥模块。所述故障反馈信 号，包括：由三相全桥单元的六个桥臂反馈的六路信号。
43.所述故障反馈模块的数量为六路。每路所述故障反馈模块，包括：第一开 关管模块和第二开关管模块。第一开关管模块，如三极管q1及其外围电阻。 第二开关管模块，如三极管q2及其外围电阻。
44.每路所述故障反馈信号，输入至对应的一路所述故障反馈模块中第一开关 管模块的控制端(如三极管q1的基极)。在该路所述故障反馈模块中，第一 开关管模块的输出端(如三极管q1的集电极)，输出至第二开关管模块的控 制端(如三极管q2的基极)。第二开关管模块的输出端(如三极管q2的集 电极)，输出该路所述故障反馈信号对应的故障检测信号。
45.图4为本发明的变频器驱动板的故障反馈电路的一实施例的结构示意图。 如图4所示，变频器驱动板的故障反馈电路，包括：六路驱动信号处理支路。
46.第一路驱动信号处理支路，包括：三极管q1、三极管q2、以及两个限流 电阻。故障反馈信号uh_g输入至三极管q1的基极， 3.3v电源经一个限流 电阻后输入至三极管q1的集电极， 3.3v电源经一个限流电阻后还输入至三 极管q2的基极， 3.3v电源经另一个限流电阻后输入至三极管q2的集电极， 三极管q2的集电极输出故障反馈信号uh_dsp。三极管q1的发射极和三极 管q2的发射极均接地。
47.第二路驱动信号处理支路，包括：三极管q7、三极管q8、以及两个限流 电阻。故障反馈信号ul_g输入至三极管q7的基极， 3.3v电源经一个限流 电阻后输入至三极管q7的集电极， 3.3v电源经一个限流电阻后还输入至三 极管q8的基极， 3.3v电源经另一个限流电阻后输入至三极管q8的集电极， 三极管q8的集电极输出故障反馈信号ul_dsp。三极管q7的发射极和三极 管q8的发射极均接地。
48.第三路驱动信号处理支路，包括：三极管q3、三极管q4、以及两个限流 电阻。故障反馈信号vh_g输入至三极管q3的基极， 3.3v电源经一个限流 电阻后输入至三极管q3的集电极， 3.3v电源经一个限流电阻后还输入至三 极管q4的基极， 3.3v电源经另一个限流电阻后输入至三极管q4的集电极， 三极管q4的集电极输出故障反馈信号vh_dsp。三极管q3的发射极和三极 管q4的发射极均接地。
49.第四路驱动信号处理支路，包括：三极管q9、三极管q10、以及两个限 流电阻。故障反馈信号vl_g输入至三极管q9的基极， 3.3v电源经一个限 流电阻后输入至三极管q9的集电极， 3.3v电源经一个限流电阻后还输入至 三极管q10的基极， 3.3v电源经另一个限流
电阻后输入至三极管q10的集电 极，三极管q10的集电极输出故障反馈信号vl_dsp。三极管q9的发射极和 三极管q10的发射极均接地。
50.第五路驱动信号处理支路，包括：三极管q5、三极管q6、以及两个限流 电阻。故障反馈信号wh_g输入至三极管q5的基极， 3.3v电源经一个限流 电阻后输入至三极管q5的集电极， 3.3v电源经一个限流电阻后还输入至三 极管q6的基极， 3.3v电源经另一个限流电阻后输入至三极管q6的集电极， 三极管q6的集电极输出故障反馈信号wh_dsp。三极管q5的发射极和三极 管q6的发射极均接地。
51.第六路驱动信号处理支路，包括：三极管q11、三极管q12、以及两个限 流电阻。故障反馈信号wl_g输入至三极管q11的基极， 3.3v电源经一个限 流电阻后输入至三极管q11的集电极， 3.3v电源经一个限流电阻后还输入至 三极管q12的基极， 3.3v电源经另一个限流电阻后输入至三极管q12的集电 极，三极管q12的集电极输出故障反馈信号wl_dsp。三极管q11的发射极 和三极管q12的发射极均接地。
52.如图4所示的驱动故障反馈电路，对六路驱动信号(即故障反馈信号)进 行驱动信号处理，对每路驱动信号的处理，利用了两个三极管的导通和关断， 实现3.3v的输出，使驱动信号能够输入到dsp模块中进行检测。也就是说， 通过控制三极管的基极信号控制两个三极管的导通关断，将驱动故障反馈信号 转换为3.3v输出给dsp模块进行检测。
53.在图4所示的例子中，三极管q1～q12均为npn型三极管，当基极输入高 电平，三极管导通。图4中的电阻均为上拉电阻，目的是在第二三极管不导通 时将输出的dsp信号拉为3.3v，使驱动信号能够输入到dsp模块中进行检测。 uh_dsp等信号为驱动故障反馈信号经电路处理后输入给dsp模块的反馈信 号，当信号中存在低电平，表示发生故障，dsp模块停止输出pwm驱动信号。 信号uh等六路输入信号为dsp输出的pwm驱动信号，每一路都接下拉电阻 (即与相应pwm驱动信号连接的电阻)保证在初始状态不会误触发。
54.其中，第一三极管，如第一路驱动信号处理支路中的三极管q1，第二路 驱动信号处理支路中的三极管q7，第三路驱动信号处理支路中的三极管q3， 第四路驱动信号处理支路中的三极管q9，第五路驱动信号处理支路中的三极 管q5，第六路驱动信号处理支路中的三极管q11。
55.第二三极管，如第一路驱动信号处理支路中的三极管q2，第二路驱动信 号处理支路中的三极管q8，第三路驱动信号处理支路中的三极管q4，第四路 驱动信号处理支路中的三极管q10，第五路驱动信号处理支路中的三极管q6， 第六路驱动信号处理支路中的三极管q12。
56.在图4所示的例子中，利用两个三极管的导通关断反馈驱动故障反馈信号。 一方面dsp根据反馈信号停止pwm驱动信号的输出。另一方面处理后的信号 直接将驱动芯片使能信号拉低，使驱动芯片停止工作。
57.在一些实施方式中，所述第一保护单元，包括：电平识别模块和比较模块。 所述电平识别模块的数量为六路。
58.在六路所述电平识别模块中，每路所述电平识别模块，被配置为识别对应 的一路所述故障反馈信号的电平，以在对应的一路所述故障反馈信号的电平为 第二设定电平的情况下，输出对应的一路所述故障反馈信号的电平为第二设定 电平的信号。
59.所述比较单元，被配置为在六路所述故障反馈信号中，在六路所述故障反 馈信号
的电平均为第一设定电平的情况下，则输出所述第一正常工作信号。在 六路所述电平识别模块中，有一路所述电平识别模块输出对应的一路所述故障 反馈信号的电平为第二设定电平的信号的情况下，即，在六路所述故障反馈信
60.号中，有一路所述故障反馈信号的电平为第二设定电平的情况下，输出所 述第一停止工作信号。
61.在本发明的方案中，在相关方案的基础上增加了一路驱动故障反馈硬件保 护电路，解决了驱动故障保护方法单一的问题，因为硬件保护速度比软件保护 速度更快，同时也到达了更加及时进行驱动故障保护的效果。
62.本发明的方案，采用两种电路分别对驱动故障反馈信号进行处理，可以实 现硬件和软件双重保护。通过对驱动故障反馈信号的处理能够实现硬件和软件 的双重保护，解决了相关方案中变频器驱动板的故障保护方法单一的问题，提 高了安全性。
63.在一些实施方式中，每路所述电平识别模块，包括：二极管模块。
64.每路所述故障反馈信号，输入至对应的一路所述二极管模块的阴极。该路 所述二极管模块的阳极，输出至所述比较模块的同相输入端。设定的参考信号， 输入至所述比较模块的反相输入端。所述比较模块的输出端，输出所述第一正 常工作信号或所述第一停止工作信号至所述驱动芯片的使能端。
65.图3为本发明的变频器驱动板的故障保护电路(如驱动故障反馈硬件保护 电路)的一实施例的结构示意图。如图3所示，驱动故障反馈硬件保护电路， 包括：二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管 d6，电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7，比 较器u1。故障反馈信号uh_g输入至二极管d1的阴极，二极管d1的阳极经 电阻r4后输入至比较器u1的同相输入端。故障反馈信号ul_g输入至二极 管d2的阴极，二极管d2的阳极经电阻r4后输入至比较器u1的同相输入端。 故障反馈信号vh_g输入至二极管d3的阴极，二极管d3的阳极经电阻r4 后输入至比较器u1的同相输入端。故障反馈信号vl_g输入至二极管d4的 阴极，二极管d4的阳极经电阻r4后输入至比较器u1的同相输入端。故障反 馈信号wh_g输入至二极管d5的阴极，二极管d5的阳极经电阻r4后输入 至比较器u1的同相输入端。故障反馈信号wl_g输入至二极管d6的阴极， 二极管d6的阳极经电阻r4后输入至比较器u1的同相输入端u 。 15v电源 经电阻r3后输入至比较器u1的同相输入端u 。比较器u1的同相输入端u ， 还经电阻r5后接地。 15v电源经电阻r1后输入至比较器u1的反相输入端 u
‑
。比较器u1的反相输入端u
‑
，还经电阻r2后接地。比较器u1的输出端 经电阻r6后输出控制信号en至驱动芯片u2的的第一输入端，如驱动芯片 u2的使能端(如en端)。 3.3v电源，经电阻r7后输入至驱动芯片u2使 能端(如en端)。驱动芯片u2的第二输入端，用于输入dsp模块输出的控 制信号uh、ul、vh、vl、wh、wl等。
66.如图3所示的驱动故障反馈硬件保护电路，能够根据故障反馈信号直接从 硬件实现故障保护。比较器u1反相输入端电压为固定值，故障反馈信号uh_g、 ul_g、vh_g、vl_g、wh_g、wl_g所对应的二极管并联接入电路，当任 意一路信号为低电平时，该路二极管导通，比较器u1输出低电平，驱动芯片 u2停止工作。
67.在一些实施方式中，所述比较模块，包括：比较器、第一分压模块、第二 分压模块、限流模块和下拉模块。所述比较器，如比较器u1。
68.其中，设定的直流电源、以及每路所述二极管模块的阳极，经所述第一分 压模块
后，输入至所述比较器的同相输入端。设定的直流电源，还经所述第二 分压模块后，输入至所述比较器的反相输入端。所述比较器的输出端，经所述 限流模块和所述下拉模块后输出至所述驱动芯片的使能端。
69.在图3所示的例子中，电阻r1～r5为固定阻值电阻，且阻值r1＝r2，电阻 r3、r4、r5为分压电阻，且阻值r4＜r3＜r5，电阻r6为限流电阻，电阻r7为 上拉电阻。d1～d6为二极管。u1为比较器，其同相输入端电压为u ，反向输 入端电压u
‑
＝7.5v。芯片u2为主控板上的驱动芯片，该芯片的主要作用是当接 收到dsp输出的高电平使能信号时，对输入信号做电平转换，是变频器的驱 动电路中的关键器件。比较器u1输出端接驱动芯片u2的使能管脚。信号uh_g 等六路输入信号分别为驱动板反馈的u、v、w三相的上下桥臂故障反馈信号， 当有故障发生时，驱动板反馈的故障反馈信号为低电平。当驱动板正常工作时， 驱动板反馈的故障反馈信号为15v高电平。
70.图5为变频器驱动板的故障反馈及故障保护方法的一实施例的流程示意 图。如图5所示，变频器驱动板的故障反馈及故障保护方法，包括：
71.步骤1、驱动板传递故障反馈信号给主控板，之后执行步骤2和/或步骤3。 驱动板上的电路会对上下桥臂进行退饱和检测，并把检测结果反馈给主控板。
72.步骤2、驱动故障硬件保护电路工作，具体参见以下示例性说明。
73.步骤21、判断故障反馈信号是否存在低电平：若是，则执行步骤22。否 则，执行步骤23。
74.步骤22、二极管导通，比较器u1输出低电平，驱动芯片停止工作。
75.步骤23、二极管不导通，比较器u1输出高电平，驱动芯片正常工作。
76.步骤3、驱动故障反馈电路工作，具体参见以下示例性说明。
77.步骤31、判断故障反馈信号是否存在低电平：若是，则执行步骤32。否 则，执行步骤33。
78.步骤32、第一三极管不导通，第二三极管导通。dsp模块接收到低电平， 停止输出pwm驱动信号。
79.步骤33、第一三极管导通，第二三极管不导通。dsp模块接收到高电平， 正常输出pwm驱动信号。
80.当驱动正常工作时，驱动板反馈信号uh_g等为六路高电平信号给主控板， 在如图3的驱动故障反馈硬件保护电路中，故障反馈信号uh_g等均为 15v， 所有二极管阴极电位比阳极电位高，所以均不导通，比较器u1同相输入端电压 u 是由15v经r3、r5分压得到，因为r3＜r5，r3所分到的电压小于r5所分 到的电压，所以比较器u1输出en为高电平，且被r7上拉到3.3v， 驱动芯片u2正常工作。在如图4的驱动故障反馈电路中，第一三极管基极都 为高电平，第一三极管导通，所以第二三极管基极接地为低电平，第二三极管 不导通，uh_dsp等输出信号为高电平信号，上拉到3.3v并输入给dsp模块， dsp模块识别到全部为高电平时，输出pwm驱动信号给驱动芯片，驱动芯片 正常工作。
81.当igbt某一桥臂发生故障，驱动板反馈对应驱动反馈信号为低电平信号 给主控板，这里以uh_g为例。当u相上桥臂igbt发生故障，故障反馈信号 uh_g为低电平，其余驱动故障反馈信号ul_g等为高电平。在如图3的驱动故 障反馈硬件保护电路中，二极管d1阳极
电位大于阴极电位，二极管d1导通， 其余二极管阳极电位小于阴极电位，二极管不导通。此时电阻r4、r5相当于并 联，并联后的电阻小于r4，也小于r3，所以经 15v分压后比较 器u1输出en为低电平，驱动芯片的使能信号被拉低，驱动芯片立刻停止工作， 实现驱动故障反馈的硬件保护。同时，在如图4驱动故障反馈电路中，由于故 障反馈信号uh_g为低电平，且接三极管q1基极，所以三极管q1不导通，三极 管q2基极接上拉电阻为高电平，三极管q2导通，输出信号uh_dsp接地为低电 平信号并输入给dsp，其他三极管与正常工作状态一致，输出信号ul_dsp等 为3.3v高电平，dsp识别到输入的反馈信号中存在低电平时，停止输出pwm 驱动信号，实现驱动故障反馈的软件保护。
82.在上述实施方式中，硬件保护 软件保护的方案，应用在驱动故障反馈及 故障保护方法中，但同样适用于其他类型的故障检测和故障保护电路(如过流、 过压检测及过流、过压保护电路)中。
83.本发明的方案，既可以通过dsp模块对驱动故障反馈电路的输出信号检 测后控制pwm驱动信号的输出，实现软件保护。还利用了二极管的单向导通 控制比较器同向输入端的电压，继而控制比较器的输出，来控制驱动芯片的工 作状态，实现硬件保护。从而，可以解决现有变频器驱动板的故障保护方法单 一的问题，以及变频器驱动板的故障保护不够及时的问题，实现了驱动故障的 软硬件双重保护，提高了变频器驱动板的故障保护的及时性和可靠性。
84.采用本发明的技术方案，通过在变频器的驱动板与驱动芯片之间增加硬件 保护电路，能够利用驱动板的输出信号进行处理，直接控制驱动芯片，至少利 用硬件保护电路实现对驱动板的故障保护。从而，通过在对变频器的驱动板进 行故障保护时，至少采用硬件保护，能够提高对驱动板的故障保护的及时性。
85.根据本发明的实施例，还提供了对应于变频器的保护装置的一种变频器。 该变频器可以包括：以上所述的变频器的保护装置。
86.由于本实施例的变频器所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施 例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的 相关说明，在此不做赘述。
87.采用本发明的技术方案，通过在变频器的驱动板与驱动芯片之间增加硬件 保护电路，能够利用驱动板的输出信号进行处理，直接控制驱动芯片，至少利 用硬件保护电路实现对驱动板的故障保护，提高了对驱动板的故障保护的安全 性。
88.根据本发明的实施例，还提供了对应于变频器的一种变频器的保护方法， 如图6所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述变频器，具有驱动板 和主控板，在所述主控板上设置有驱动芯片。所述变频器的保护方法，包括： 步骤s110至步骤s130。
89.步骤s110，通过所述驱动板，将所述变频器中功率器件的故障反馈信号， 反馈至所述主控板。故障反馈信号如信号uh_g、ul_g、vh_g、vl_g、wh_g、 wl_g。
90.步骤s120，通过第一保护单元，如驱动故障硬件保护电路，在接收到所 述故障反馈信号的情况下，若所述故障反馈信号的电平为第一设定电平，则输 出第一正常工作信号。若所述故障反馈信号的电平为第二设定电压，则输出第 一停止工作信号。所述第一正常工作信号，是控制或维持所述驱动芯片工作的 信号。所述第一停止工作信号，是控制所
述驱动芯片停止工作的信号。所述第 一保护单元设置在所述主控板上，且位于所述驱动板与所述驱动芯片之间。
91.步骤s130，通过驱动芯片，在接收到所述第一正常工作信号的情况下， 控制所述功率器件正常工作。在接收到所述第一停止工作信号的情况下，控制 所述功率器件停止工作。
92.本发明的方案，利用驱动故障反馈信号处理电路对驱动故障反馈信号做处 理，输出信号可以直接控制驱动芯片，及时进行驱动故障保护。通过对驱动故 障反馈信号的处理，能够实现硬件直接控制驱动芯片停止工作，解决了变频器 驱动板的故障保护不够及时的问题，提高了驱动故障保护的及时性。
93.在一些实施方式中，所述变频器的保护方法，还包括：在硬件保护的基础 上进行软件保护的过程。
94.通过第二保护单元保护。所述第二保护单元，设置在所述主控板上，且位 于所述驱动板与所述驱动芯片之间。所述第二保护单元，包括：故障反馈模块 和控制模块。故障反馈模块，如驱动故障反馈电路。控制模块，如dsp模块。
95.下面结合图7所示本发明的方法中在硬件保护的基础上进行软件保护的过 程的一实施例流程示意图，进一步说明在硬件保护的基础上进行软件保护的过 程的具体过程，包括：步骤s210至步骤s230。
96.步骤s210，通过故障反馈模块，对所述故障反馈信号进行处理，得到故 障检测信号。
97.步骤s220，通过控制模块，根据所述故障检测信号，确定所述功率器件 是否出现故障，若确定所述功率器件未出现故障，则输出第一正常工作信号。 若确定所述功率器件出现故障，则输出第二停止工作信号。所述第二正常工作 信号，是控制或维持所述驱动芯片工作的信号。所述第二停止工作信号，是控 制所述驱动芯片停止工作的信号。
98.步骤s230，通过所述驱动芯片，还在接收到所述第二正常工作信号的情 况下，控制所述功率器件正常工作。在接收到所述第二停止工作信号的情况下， 控制所述功率器件停止工作。
99.本发明的方案，提出一种大功率变频器的驱动故障反馈及故障保护方法， 不仅能够根据驱动故障反馈电路输出的反馈信号进一步输出控制指令实现软 保护，还可以通过驱动故障硬件保护电路的输出信号进行硬件保护，实现软硬 件双重保护，提高了变频器驱动板的故障检测和保护的及时性和可靠性。
100.由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述变频器的实施 例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的 相关说明，在此不做赘述。
101.采用本实施例的技术方案，通过在变频器的驱动板与驱动芯片之间增加硬 件保护电路，能够利用驱动板的输出信号进行处理，直接控制驱动芯片，至少 利用硬件保护电路实现对驱动板的故障保护，提高了变频器驱动板的故障保护 的及时性和可靠性。
102.综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方 式可以自由地组合、叠加。
103.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的 技术人
员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。