杭州万向职业技术学院唐美玲获国家专利权
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龙图腾网获悉杭州万向职业技术学院申请的专利一种简单实用的小功率变频器电路获国家实用新型专利权,本实用新型专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN223729646U 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26发布的实用新型授权公告中获悉:该实用新型的专利申请号/专利号为:202422528080.X,技术领域涉及:H02M5/42;该实用新型一种简单实用的小功率变频器电路是由唐美玲;丁民赐;余华春;林必忠设计研发完成,并于2024-10-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种简单实用的小功率变频器电路在说明书摘要公布了:本实用新型公开了一种简单实用的小功率变频器电路,包括:开关电源、整流滤波电路、制动泄放电路、三相逆变电路、主控制器电路和保护电路;本实施方式结合DSP控制技术,高频开关电源技术和功率器件集成技术,设计了全方位保护,轻便实用的小功率变频器电路。首先,该电路应用高频开关电源提供低压直流电源降低了电路的体积和重量。第二,电路应用大电容滤除电路的高频杂波,利用智能功率模块实现过压、过温和过流全面保护,提高了电路的抗干扰能力和安全性。第三,电路利用DSP控制器方便实现电机算法控制,实现了电机的变频变压节能控制。总之,该电路结构轻便,安全稳定,节能降耗,功能全面,适用于电梯、纺织、数控等领域,性价比高,实用型强。
本实用新型一种简单实用的小功率变频器电路在权利要求书中公布了:1.一种简单实用的小功率变频器电路,包括:开关电源、整流滤波电路、制动泄放电路、三相逆变电路、主控制器电路和保护电路;其特征在于: 所述的开关电源与整流滤波电路、制动泄放电路、三相逆变电路、主控制器电路和保护电路相连,其用于生成系统所需的直流低压电源; 所述的整流滤波电路与开关电源、制动泄放电路、三相逆变电路和保护电路相连,其用于将输入的220V交流电转换成直流电; 所述的制动泄放电路与开关电源、整流滤波电路、三相逆变电路和主控制器电路相连,其用于在电机制动刹车时开通电路让制动电阻消耗回馈能量,抑制母线电压升高,保护元器件; 所述的三相逆变电路与开关电源、整流滤波电路、制动泄放电路、主控制器电路和保护电路相连,其用于将直流电压逆变成可变频变压的三相交流电压,驱动电机节能变频运行; 所述的主控制器电路与开关电源、制动泄放电路、三相逆变电路和保护电路相连,其用于接受外部信号,再通过控制算法输出电机运行需要的控制信号,控制电机按需运行; 所述的保护电路与开关电源、整流滤波电路、三相逆变电路和主控制器电路相连,其用于采样逆变桥的电压和电流信号,反馈给主控制器; 所述的开关电源包含电阻R1~R15,电容C1~C20,电感L1~L3,二极管D1~D8,肖特基二极管Z1,变压器TR1,光耦OC1,开关电源芯片U1,稳压源芯片U2、U3,滤波器LCL,发光二极管D9;其中:电容C1、C3、C6、C8~C11、C13、C17的负极、电容C15和C16的正极、电容C2、C4、C12、C14、C18的一端、开关电源芯片U1的第2脚、开关电源芯片U2的第1脚、滤波器LCL的第2脚、电阻R10~R12的一端、稳压源芯片U3的第5脚和变压器TR1的第4、7脚与接地端连接,电容C19的负极、电容C20的一端和变压器TR1的第10脚连接于隔离接地端,电阻R1的一端和电容C1的正极连接于信号DRIVE,电阻R1的另一端与二极管D2的负极连接,二极管D2和D3的正极与变压器TR1的第3脚连接,二极管D3的负极与电阻R2的一端连接,电阻R2的另一端与电容C2的另一端、电容C3的正极和光耦OC1的第4脚连接,电容C4的另一端与肖特基二极管Z1的正极、电阻R3和电容C5的一端和变压器TR1的第1脚连接于PV,肖特基二极管Z1的负极与电阻R3和电容C5的另一端和二极管D1的负极连接,二极管D1的正极与开关电源芯片U1的第3脚和变压器TR1的第2脚连接,开关电源芯片U1的第1脚与电阻R4的一端和光耦OC1的第3脚连接,电阻R4的另一端与电容C6的正极连接,光耦OC1的第1脚与电阻R5和R6的一端连接,电阻R5的另一端连接信号PO+,电阻R6另一端与稳压源芯片U3的第1脚连接,光耦OC1的第2脚与电阻R7的一端连接,电阻R7的另一端与电容C7的一端连接,电阻R8、R9的一端分别与信号+5V、+15V连接,电容C7的另一端与电阻R8~R10的另一端和稳压源芯片U3的第8脚连接,二极管D4~D7的正极分别与变压器TR1的第5、6、8、9脚连接,二极管D4的负极与电感L1的一端和电容C8的正极连接于信号PO+,电感L1的另一端与电容C9的正极连接于信号+15V,二极管D5的负极与电感L2的一端和电容C10的正极连接,电感L2的另一端与电容C11的正极、电容C12的另一端、稳压源芯片U2的第3脚连接于信号+5V,稳压源芯片U2的第2脚与电容C13的正极、电容C14的另一端和滤波器LCL的第1脚连接,滤波器LCL的第3脚与发光二极管D9的正极连接于+3.3V,发光二极管D9的负极与电阻R11的另一端连接,二极管D8的负极连接二极管D6的正极,二极管D8的正极、电容C15的负极和电感L3的一端连接,电感L3的另一端和电容C16的负极连接于信号-15V,二极管D6的负极连接电阻R13的一端,电阻R13的另一端、电容C17的正极和电阻R14的一端连接,电阻R12、R14的另一端和电容C18的另一端连接于信号CVD,二极管D7的负极与电容C19的正极、电容C20和电阻R15的另一端连接于信号+24V; 所述的整流滤波电路包含熔断器FU1,压敏电阻R16~R18,电阻R19,电容C21~C24,滤波器L1,整流桥B1,继电器RL1,二极管D10;其中:熔断器FU1的一端连接AC220交流电源的一端,压敏电阻R16和R18、电容C22的一端连接AC220交流电源的另一端,熔断器FU1和压敏电阻R16的另一端与压敏电阻R17、电容C21的一端和滤波器L1的第1脚连接,压敏电阻R17、R18和电容C21、C22的另一端与滤波器L1的第2脚连接,滤波器L1的第3、4脚分别与电容C23的两端、整流桥B1的第1、3脚连接,整流桥B1的第3脚连接于强电接地端,整流桥B1的第2脚与电容C24的正极、继电器RL1的第2脚连接于信号PV,整流桥B1的第4脚连接电阻R19的一端,电阻R19的另一端与电容C24的负极连接于信号-PV,继电器RL1的第3脚悬空,继电器RL1的第1脚链接信号PG,继电器RL1的第5脚与二极管的D10的负极连接于信号+5V,继电器RL1的第4脚与二极管的D10的正极连接于接地端; 所述的制动泄放电路包含电阻R20~R24,电容C25~C26,二极管D11,光耦OC2,MOS管Q2;其中:电阻R20的一端连接信号PWMBrake,电阻R20的另一端与电容C25、电阻R21的一端和光耦OC2的第3脚连接,电容C25、电阻R21的另一端与光耦OC2的第2脚连接于信号+5V,光耦OC2的第6、7脚与电阻R22的一端连接,电阻R22的另一端与电阻R23、电容C26的一端和MOS管Q2的栅极G端连接,MOS管Q2的源极S端连接于信号-PV,MOS管Q2的漏极D端与电阻R24的一端、二极管D11的正极连接,电阻R24的另一端和二极管D11的负极连接于信号PV,电阻R23和电容C26的另一端与光耦OC2的第5脚连接接地端,光耦OC2的第8脚连接DRIVER信号; 所述的三相逆变电路包含电阻R26~R30,电容C30~C42,二极管D12~D14,IPM模块U6,霍尔传感器U4~U5,异步电机M;其中:电容C30的一端与二极管D12~D14的正极、电容C34的一端和IPM模块U6的第14脚连接于信号DRIVE,电容C30、C34的另一端与电容C31~C33的一端连接于接地端,电容C31~C33的另一端分别与IPM模块U6的第2、6、10脚连接,二极管D12~D14的负极分别与电阻R26~R28的一端连接,电阻R26的另一端与电容C35的正极、电容C36的一端和IPM模块U6的第3脚连接,电容C35的负极与电容C36的另一端和IPM模块U6的第4脚连接,电阻R27的另一端与电容C37的正极、电容C38的一端和IPM模块U6的第7脚连接,电容C37的负极与电容C38的另一端和IPM模块U6的第8脚连接,电阻R28的另一端与电容C39的正极、电容C40的一端和IPM模块U6的第12脚连接,电容C39的负极与电容C40的另一端和IPM模块U6的第13脚连接,IPM模块U6的第1、5、9、19、20、21、18、22和11脚分别与信号PWMU+、PWMV+、PWMW+、PWMU-、PWMV-、PWMW-、FO信号、PG信号和强电接地端信号连接,IPM模块U6的第23~25脚分别与异步电机M的U、V、W脚连接,霍尔传感器U4和U5的第6脚分别与异步电机M的U和V脚连接,霍尔传感器U4和U5的第1脚与信号-15V连接,霍尔传感器U4和U5的第3脚与信号+15V连接,霍尔传感器U4和U5的第2脚与接地端连接,霍尔传感器U4和U5的第4脚分别与信号IUsensor和IVsensor连接,IPM模块U6的第26脚与电阻R29、R30的一端连接于信号PIsensor,IPM模块U6的第16脚与电阻R29的另一端、电容C41的一端连接,电容C42的一端与IPM模块U6的第17脚连接,电容C41、C42的另一端与电阻R30的另一端连接于接地端; 所述的主控制器电路包含电阻R35~R41,电容C45~C52,发光二极管D15,晶振XTAL1,DSP芯片U7,复位芯片U8,存储器芯片U9;其中:DSP芯片U7的第40脚连接+5V,DSP芯片U7的第20、35、59、91、4、30、47、54、64、98脚和复位芯片U8的第3脚连接+3.3V,DSP芯片U7的第84、19、34、58、90、3、29、46、53、63、97脚连接接地端,DSP芯片U7的第39、37、36、33、31、28、12、13、6、51、23、24、1、67、69、70、77、79脚分别与信号PWMU+、PWMV+、PWMW+、PWMU-、PWMV-、PWMW-、IOPB4、IOPB5、FO、short、DRIVE、PWMBrake、TRST、CVD、CCD、AGND、IA、IB连接,复位芯片U8的第1脚与发光二极管D15的负极、电容C45的一端、电容C49~C51的一端、电容C52的负极和存储器芯片U9的第1~4、7脚连接接地端,DSP芯片U7的第93脚与电阻R35的一端和电容C45的另一端连接于信号RST,电阻R35的另一端与复位芯片U8的第2脚连接,电容C46~C48的一端与DSP芯片U7的第8脚连接,电容C46、C47的另一端与DSP芯片U7的第9脚和电阻R36的一端连接,电阻R36的另一端与电容C48的另一端连接,电阻R37的一端与DSP芯片U7的第86脚连接于信号XF,电阻R37的另一端与发光二极管D15的正极连接,电容C51的另一端、电容C52的正极与DSP芯片U7的第10脚连接于+3.3V,电阻R38的一端与DSP芯片U7的第88脚连接,电阻R38的另一端与电阻R39的一端、晶振XTAL1的一端、电容C49的另一端连接,电阻R39的另一端与晶振XTAL1的另一端、DSP芯片U7的第87脚、电容C50的另一端连接,存储器芯片U9的第8脚与电阻R40、R41的一端连接于+3.3V,电阻R40、R41的另一端分别与存储器芯片U9的第6、5脚连接于信号IOPB4、IOPB5; 所述的保护电路包含电阻R45~R50,电容C55~C62,稳压管Z2,运放芯片U10;其中:电容C55~C62的一端与电阻R48的一端和稳压管Z2的正极连接于接地端,电阻R45的一端与电容C55的另一端连接于信号IUsensor,电阻R46的一端与电容C56的另一端连接于信号IVsensor,电阻R47的一端与信号PG连接,电阻R47的另一端与电容C59的另一端、稳压管Z2的负极、电阻R48的另一端和电阻R49的一端连接于信号PVsensor,电阻R50的一端与电容C60的另一端连接于信号PIsensor,电阻R45、R46、R49和R50的另一端分别与运放芯片U10的第10、12、3和5脚连接,运放芯片U10的第8、9脚与电容C57的另一端连接于信号IA,运放芯片U10的第13、14脚与电容C58的另一端连接于信号IB,运放芯片U10的第4、11脚分别与电容C63、C64的一端连接,电容C63、C64的另一端连接于信号AGND,运放芯片U10的第1、2脚与电容C61的另一端连接于信号CVD,运放芯片U10的第6、7脚与电容C62的另一端连接于信号CCD。
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