专利名称：逆变器过电流判断方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于逆变器过电流的判断方法及其装置。
背景技术：
短路保护是逆变电源开发中至关重要的问题，关系到整个器件的运行安全。短路保护技术的难点在于容易将接冲击性负载(如突接电源适配器或灯泡等)引起的大电流和真正的短路电流混淆起来，以至于做出错误的判断。这种误判很有可能会造成两种后果:其一，真正的短路情况被漏检，导致器件瞬间损毁；其二，将冲击性负载电流误判断为短路电流，此时器件将被误关断。另外，现有的逆变器短路保护电路主要依赖硬件实现，导致实施成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供用于逆变器过电流的判断方法及其装置，其能够准确地判断区分逆变器过电流是由冲击性负载引起还是由短路引起，且实施成本低廉
MTv ο根据本发明的一种逆变器过电流判断方法，包括以下步骤:
电流检测电路检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器；
微处理器将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该电流阈值，则终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；
电压检测电路检测逆变器的输出电压，并将电压检测结果发送给微处理器；
微处理器将电压检测电路检测到的电压有效值与预先设定的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。根据本发明的一种逆变器过电流判断装置，包括电流检测电路、电压检测电路和微处理器；其中:
电流检测电路用于检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器；
电压检测电路用于检测逆变器的输出电压，并将电压检测结果发送给微处理器；
微处理器用于将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的电流阈值进行比较，如果该电流检测值大于等于该电流阈值，则终止正常的SPWM信号输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；并且，在输出所述的与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电压检测电路检测到的电压有效值与预先设定的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。
根据本发明的又一种逆变器过电流判断方法，包括以下步骤:
电流检测电路检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器；
微处理器将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的第一电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该第一电流阈值，则终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；
微处理器将电流检测电路检测到的电流有效值与预先设定的第二电流阈值进行比较，如果该电流有效值小于第二电流阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电流有效值大于等于第二电流阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。根据本发明的又一种逆变器过电流判断装置，包括电流检测电路和微处理器；其中:
电流检测电路用于检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器；
微处理器用于将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的第一电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该第一电流阈值，则终止正常的SPWM信号输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；并且，在输出所述的与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电流检测电路检测到的电流有效值与预先设定的第二电流阈值进行比较，如果该电流有效值小于第二电流阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电流有效值大于等于第二电流阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。采用上述技术方案后，能够准确地判断区分逆变器过电流是由冲击性负载引起还是由短路引起。此外，本发明的判断处理过程主要依赖微处理器实现，所采用的硬件数量与现有技术相比大大减少，因而实施成本较低。
图1是根据本发明第一实施例的逆变器过电流判断方法的流程示意图。图2是根据本发明第一实施例的逆变器过电流判断装置的原理框图。图3是根据发明第一实施例的微处理器的原理框图。图4是根据本发明一实施例的微处理器输出的SPWM波形以及与该SPWM波形等效的正弦波信号。图5是根据本发明第二实施例的逆变器过电流判断方法的流程示意图。图6是根据本发明第二实施例的逆变器过电流判断装置的原理框图。图7是根据发明第二实施例的微处理器的原理框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做出进一步说明。参考图1。根据本发明第一实施例的逆变器过电流判断方法，包括以下步骤:
步骤S11，电流检测电路检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器；可以
检测逆变器的母线电流，也可以是输出电流；
步骤S13，微处理器将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该电流阈值，则终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所低幅值正弦波信号是指该正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；
步骤S13，电压检测电路检测逆变器的输出电压，并将电压检测结果发送给微处理器；步骤S14，微处理器将电压检测电路检测到的电压有效值与预先设定的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。由于短路电阻无穷小，则检测到的逆变器输出电压有效值理论上应为O，实际情况下，只要设定一个很小的电压阈值，即可达到短路识别的目的。冲击性负载(例如连接灯泡、适配器等)，在逆变器输出接上的一瞬间，内阻接近与O，但输出端的电压很快会不再为O，测得的输出端电压有效值会大于或等于设定的电压阈值。在一个优选实施方式中，上述的逆变器过电流判断方法进一步包括以下步骤，若微处理器判断逆变器短路，则向外界发出信号，以切断逆变器的电源，起到短路保护的作用；若微处理器判断是由冲击性负载引起逆变器过电流，则在输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，先输出软启动SPWM信号给逆变器的开关管，然后再输出正常的SPWM信号给逆变器的开关管。上述的与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号以及软启动SPWM信号均在图4中示出，与该软启动SPWM信号等效的正弦波信号的幅度小于与正常的SPWM信号等效的正弦波信号，大于低幅值正弦波信号的幅度。微处理器在第二个周期输出软启动SPWM信号，可以实现负载的软启动，从而防止对负载的损害。上述步骤S14中的电压有效值的概念并不局限于图4中所示出的一个完整周期的电压有效值，也可以是其它的一段时间内的电压有效值，例如，半个周期或四分之三个周期的电压有效值。图2示出了用于实现上述逆变器过电流判断方法的装置的一个实施例的电路框图。逆变器过电流判断装置包括电流检测电路11、电压检测电路12和微处理器13。其中:电流检测电路11用于检测逆变器100的电流，并将电流检测结果发送给微处理器13。电压检测电路12用于检测逆变器100的输出电压，并将电压检测结果发送给微处理器13。微处理器13用于将电流检测电路11检测到的电流峰值与预先设定的电流阈值进行比较，如果该电流检测值大于等于该电流阈值，则终止正常的SPWM信号输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给逆变器100的开关管，低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；并且，在输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电压检测电路12检测到的电压有效值与预先设定的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器100发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器100过电流。微处理器13例如可采用MCU。图中的逆变器100是以全桥逆变器为例，本发明的逆变器过电流判断方法及其装置也适用于半桥逆变器。如图3所示，微处理器13包括电流阈值设定单元131、电压阈值设定单元132、SPWM信号输出单元133、第一判断单元134和第二判断单元135。其中:电流阈值设定单元131用于预先设定和存储电流阈值。电压阈值设定单元132用于预先设定和存储电压阈值。SPWM信号输出单元133用于输出SPWM信号给逆变器100的开关管。第一判断单元134用于将电流检测电路11检测到的电流峰值与设定的电流阈值进行比较，如果该电流检测值大于等于该电流阈值，则控制SPWM信号输出单元133终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给逆变器100的开关管。第二判断单元135用于在SPWM信号输出单元133输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电压检测电路12检测到的电压有效值与设定的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。若第二判断单元135判断逆变器短路，则向外界发出信号，以切断逆变器的电源；若第二判断单元135判断是由冲击性负载引起逆变器过电流，则在SPWM信号输出单元133输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，第二判断单元135控制SPWM信号输出单元133先输出软启动SPWM信号给逆变器的开关管，然后再输出正常的SPWM信号给逆变器的开关管。在微处理器输出一与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给逆变器100的开关管进行检测时，除了本发明第一实施例所描述的利用电压有效值进行判断外，也可以利用电流有效值来判断。参考图5。根据本发明第二实施例的逆变器过电流判断方法，包括以下步骤:
步骤S21，电流检测电路检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器；可以检测逆变器的母线电流，也可以是输出电流；
步骤S22，微处理器将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的第一电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该第一电流阈值，则终止正常SPWM信号的输出，输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号是指该正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；
步骤S23，微处理器将电流检测电路检测到的电流有效值与预先设定的第二电流阈值进行比较，如果该电流有效值小于第二电流阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电流有效值大于等于第二电流阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。在一个优选实施方式中，上述的逆变器过电流判断方法进一步包括以下步骤:若微处理器判断逆变器短路，则向外界发出信号，以切断逆变器的电源，起到短路保护的作用；若微处理器判断是由冲击性负载引起逆变器过电流，则在输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，先输出软启动SPWM信号给所述逆变器的开关管，然后再输出正常的SPWM信号给逆变器的开关管。在第二实施例中，微处理器输出的SPWM波形与第一实施例相同，如图4所示。图6示出了用于实现该逆变器过电流判断方法的装置的一个实施例的电路框图。逆变器过电流判断装置包括电流检测电路21和微处理器23 ;其中:电流检测电路21用于检测逆变器100的电流，并将电流检测结果发送给微处理器23。微处理器23用于将电流检测电路21检测到的电流峰值与预先设定的第一电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该第一电流阈值，则终止正常的SPWM信号输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给逆变器100的开关管，低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；并且，在输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电流检测电路21检测到的电流有效值与预先设定的第二电流阈值进行比较，如果该电流有效值小于第二电流阈值，则判断逆变器100发生短路，如果该电流有效值大于等于第二电流阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器100过电流。如图7所示，微处理器23包括第一电流阈值设定单元231、第二电流阈值设定单元232、SPWM信号输出单元233、第一判断单元234和第二判断单元235。其中:第一电流阈值设定单元231用于预先设定和存储第一电流阈值。第二电流阈值设定单元232用于预先设定和存储第二电流阈值。SPWM信号输出单元233用于输出SPWM信号给逆变器100的开关管。第一判断单元234用于将电流检测电路21检测到的电流峰值与设定的第一电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该第一电流阈值，则控制SPWM信号输出单元233终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给逆变器100的开关管。第二判断单元235用于在SPWM信号输出单元233输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电流检测电路21检测到的电流有效值与设定的第二电流阈值进行比较，如果该电流有效值小于第二电流阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电流有效值大于等于第二电流阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。若第二判断单元235判断逆变器短路，则向外界发出信号，以切断逆变器的电源；若第二判断单元235若判断是由冲击性负载引起逆变器过电流，则在SPWM信号输出单元输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，第二判断单元235控制SPWM信号输出单元先输出软启动SPWM信号给逆变器的开关管，然后再输出正常的SPWM信号给逆变器的开关管。
权利要求
1.逆变器过电流判断方法，其特征在于，包括以下步骤: 电流检测电路检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器； 微处理器将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该电流阈值，则终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁； 电压检测电路检测逆变器的输出电压，并将电压检测结果发送给微处理器； 微处理器将电压检测电路检测到的电压有效值与预先设定的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。
2.如权利要求1所述的用于逆变器过电流判断方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:若所述的微处理器判断是由冲击性负载引起逆变器过电流，则在输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，先输出软启动SPWM信号给逆变器的开关管，然后再输出正常的SPWM信号给所述逆变器的开关管。
3.逆变器过电流判断装置，其特征在于，包括电流检测电路、电压检测电路和微处理器;其中: 电流检测电路用于检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器； 电压检测电路用于检测逆变器的输出电压，并将电压检测结果发送给微处理器； 微处理器用于将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的电流阈值进行比较，如果该电流检测值大于等于该 电流阈值，则终止正常的SPWM信号输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；并且，在输出所述的与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电压检测电路检测到的电压有效值与预先设定的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。
4.如权利要求3所述的逆变器过电流判断装置，其特征在于，所述的微处理器包括: 电流阈值设定单元，用于预先设定和存储所述的电流阈值； 电压阈值设定单元，用于预先设定和存储所述的电压阈值； SPWM信号输出单元，用于输出SPWM信号给所述逆变器的开关管； 第一判断单元，用于将电流检测电路检测到的电流峰值与所述的电流阈值进行比较，如果该电流检测值大于等于该电流阈值，则控制SPWM信号输出单元终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管； 第二判断单元；用于在SPWM信号输出单元输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电压检测电路检测到的电压有效值与所述的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。
5.如权利要求4所述的逆变器过电流判断装置，其特征在于，若所述的第二判断单元若判断是由冲击性负载引起逆变器过电流，则在SPWM信号输出单元输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，控制SPWM信号输出单元先输出软启动SPWM信号给逆变器的开关管，然后再输出正常的SPWM信号给所述逆变器的开关管。
6.逆变器过电流判断方法，其特征在于，包括以下步骤: 电流检测电路检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器； 微处理器将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的第一电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该第一电流阈值，则终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁； 微处理器将电流检测电路检测到的电流有效值与预先设定的第二电流阈值进行比较，如果该电流有效值小于第二电流阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电流有效值大于等于第二电流阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。
7.如权利要求6所述的逆变器过电流判断方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:若所述的微处理器判断是由冲击性负载引起逆变器过电流，则在输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，先输出软启动SPWM信号给所述逆变器的开关管，然后再输出正常的SPWM信号给所述逆变器的开关管。
8.逆变器过电流判断装置，其特征在于，包括电流检测电路和微处理器；其中: 电流检测电路用于检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器； 微处理器用于将电流检测电路检测到的电流峰值与预先设定的第一电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该第一电流阈值，则终止正常的SPWM信号输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管，所述低幅值正弦波信号的幅值应确保逆变器不会被烧毁；并且，在输出所述的与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电流检测电路检测到的电流`有效值与预先设定的第二电流阈值进行比较，如果该电流有效值小于第二电流阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电流有效值大于等于第二电流阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。
9.如权利要求8所述的逆变器过电流判断装置，其特征在于，所述的微处理器包括: 第一电流阈值设定单元，用于预先设定和存储所述的第一电流阈值； 第二电流阈值设定单元，用于预先设定和存储所述的第二电流阈值； SPWM信号输出单元，用于输出SPWM信号给所述逆变器的开关管； 第一判断单元，用于将电流检测电路检测到的电流峰值与所述的第一电流阈值进行比较，如果该电流峰值大于等于该第一电流阈值，则控制SPWM信号输出单元终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给所述逆变器的开关管； 第二判断单元；用于在SPWM信号输出单元输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，将电流检测电路检测到的电流有效值与所述的第二电流阈值进行比较，如果该电流有效值小于第二电流阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电流有效值大于等于第二电流阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。
10.如权利要求8所述的逆变器过电流判断装置，其特征在于，若所述的第二判断单元若判断是由冲击性负载引起逆变器过电流，则在SPWM信号输出单元输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号后，控制SPWM信号输出单元先输出软启动SPWM信号给逆变器的开关管，然后再输出正常的SPWM信号给所述逆变器的开关管。
全文摘要
本发明公开了逆变器过电流判断方法，包括以下步骤电流检测电路检测逆变器的电流，并将电流检测结果发送给微处理器；微处理器将检测到的电流峰值与预设的电流阈值比较，如果电流峰值大于等于电流阈值，则终止正常SPWM信号的输出，然后输出与低幅值正弦波信号等效的SPWM信号给逆变器；输出电压检测电路逆变器的输出电压，并将电压检测结果发送给微处理器；微处理器将检测到的电压有效值与预设的电压阈值进行比较，如果该电压有效值小于电压阈值，则判断逆变器发生短路，如果该电压有效值大于等于电压阈值，则判断是由冲击性负载引起逆变器过电流。本发明还公开了实施该方法的装置。本发明能准确地区分逆变器过电流是由冲击性负载引起还是由短路引起。
文档编号G01R19/165GK103207339SQ20131015479
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者范海波, 马振东, 聂思贵, 王蕊, 廖洪浪 申请人:科博达技术有限公司, 浙江科博达工业有限公司