本實(shí)用新型涉及交流變頻傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種變頻器多路溫度最大值檢測電路。

背景技術(shù)：

溫度是影響IGBT模塊可靠性的主要因素之一，因此，在變頻器產(chǎn)品中都需要對IGBT的模塊溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。在中大功率變頻器產(chǎn)品中，一般采用多個(gè)IGBT模塊組成逆變單元，為了提高變頻器的可靠性，需要對每一個(gè)IGBT模塊的溫度進(jìn)行檢測?，F(xiàn)有的檢測溫度的方式有兩種，一種是采用多路DSP AD通道對每一個(gè)NTC檢測電壓值均進(jìn)行采樣。這種方案的缺點(diǎn)是占用太多DSP AD資源，一般的DSP芯片無法滿足要求；另一種是通過二極管限位電路求出多路NTC檢測電壓的最小值，然后送給DSP 的一個(gè)AD通道。這種方案確缺點(diǎn)需要采用低導(dǎo)通壓降二極管，如果檢測輸入較多的話，成本較高，且二極管的導(dǎo)通壓降仍然降低了檢測精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述裝置存在的技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供了一種變頻器多路溫度最大值檢測電路，該電路采用多路檢測、單路輸出方式，得到溫度最大值，占用DSP AD資源少，電路簡單；由于增加了誤差矯正電路，使檢測溫度的精度大大提高，而且降低了成本。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種變頻器多路溫度最大值檢測電路，包括多路NTC電壓檢測電路，二極管限位電路，誤差矯正電路，DSP AD采樣，多路NTC電壓檢測電路輸出端接二極管限位電路輸入端，二極管限位電路輸出端接誤差矯正電路輸入端，誤差矯正電路輸出端接DSP AD采樣口。

多路NTC電壓檢測電路包括若干個(gè)個(gè)熱敏電阻NTC1至NTCN，若干個(gè)個(gè)分壓電阻RT1至RTN，第一組若干個(gè)個(gè)運(yùn)放單元U1-A至U1-N；RT1與NTC1串聯(lián)分壓得VT1，VT1經(jīng)過運(yùn)放單元U1-A跟隨輸出， RT2與NTC2串聯(lián)分壓得VT2，VT2經(jīng)過運(yùn)放單元U1-B跟隨輸出，直至RTN與NTCN串聯(lián)分壓得VTN，VTN經(jīng)過運(yùn)放單元U1-N跟隨輸出, 每個(gè)NTC電阻位于一個(gè)IGBT模塊內(nèi)部，所有NTC具有相同的溫度特性曲線；所有分壓電阻的阻值相等，N的取值小于20。

二極管限位電路包括若干個(gè)個(gè)二極管D1至DN，每個(gè)二極管陰極接多路NTC電壓檢測電路的一路輸出，所有二極管的陽極連接在一起，作為二極管限位電路的輸出。

誤差矯正電路包括誤差矯正二級管DD1，第二組運(yùn)放單元U2-A、U2-B、U2-C，第一至第十三電阻R1至R13和第一至第三電容C1至C3；其中電阻阻值匹配關(guān)系滿足：R8=R9，R10=R11=R12=R13；誤差矯正二極管DD1與二極管矯正電路中的二極管具有同樣的規(guī)格型號和輸出特性，所有二極管都可選低成本高導(dǎo)通壓降的普通二極管。

工作流程，多路NTC電壓檢測電路假定溫度檢測路數(shù)為N，多路NTC電壓檢測電路包括若干個(gè)個(gè)熱敏電阻NTC1至NTCN，若干個(gè)個(gè)分壓電阻RT1至RTN，第一組若干個(gè)個(gè)運(yùn)放單元U1A至U1-N，RT1與NTC1串聯(lián)分壓得VT1，VT1經(jīng)過運(yùn)放單元U1-A跟隨輸出, RT2與NTC2串聯(lián)分壓得VT2，VT2經(jīng)過運(yùn)放單元U1-B跟隨輸出, 直至RTN與NTCN串聯(lián)分壓得到檢測到的多路電壓值VTN，VTN經(jīng)過運(yùn)放單元U1-N跟隨輸出至二極管限位電路。

二極管限位電路，包括若干個(gè)限位二極管D1至DN，多路NTC電壓檢測電路第一路輸出VT1連接到第一限位二極管D1負(fù)極，第二路輸出VT2連接到第二限位二極管D2負(fù)極，直至第N路輸出VTN連接到第N限位二極管DN負(fù)極。所有限位二極管D1至DN共陽極，陽極電壓為VTA，VTA為二極管限位電路輸出的多組二極管限位得到最小電壓，VTA輸出至誤差矯正電路進(jìn)行誤差矯正。

誤差校正電路，包括誤差矯正二級管DD1，第二組運(yùn)放單元U2-A、U2-B、U2-C，第一偏置電阻R1，第二輸入電阻R2，第三輸入電阻R3，第四至第十運(yùn)算電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，第十一至第十三抑制振蕩電阻R11、R12、R13和第一至第三抑制振蕩電容C1至C3；二極管限位電路的輸出VTA通過電阻R3接入運(yùn)放U2-B的正向輸入端，誤差校正二極管的負(fù)極連接到VTA上，陽極電壓為VTB，VTB通過電阻R2接入運(yùn)放U2-A的同相輸入端，偏置電阻R1一端接誤差校正二極管DD1的陽極，一端接偏置電源+15V；運(yùn)放U2-A，U2-B均用于對輸入電壓VTA和VTB進(jìn)行同相放大，VTA經(jīng)放大后輸出電壓為VTC，VTB經(jīng)放大后輸出電壓為VTD。電容C1接在運(yùn)放U2-A的輸出端與反相輸入端之間，電阻R11接在輸出電壓VTC與運(yùn)放U2-A輸出端之間，電容C2接在運(yùn)放U2-B的輸出端與反相輸入端之間，電阻R12接在輸出電壓VTD與運(yùn)放U2-B輸出端之間；R11與C1用于提高運(yùn)放U2-A工作的穩(wěn)定性，R12與C2用于提高運(yùn)放U2-B工作的穩(wěn)定性。運(yùn)放U2-C主要用于構(gòu)成一個(gè)差分放大電路，VTD和VTC分別經(jīng)電阻R9和R7接入U(xiǎn)2-C的同相輸入端和反相輸入端，R10一端接U2-C同相輸入端，一端接地，電容C3接在運(yùn)放U2-C的輸出端與反相輸入端之間，電阻R13接在輸出電壓VTO與運(yùn)放U2-C輸出端之間，R8接在VTO與運(yùn)放反相輸入端之間，R13和C3用于提高運(yùn)放U2-C的工作穩(wěn)定性。

誤差矯正電路的原理推導(dǎo)過程如下：

設(shè)N路NTC檢測電路1電壓值VT1至VTN的最小值為VTmin，則有：

VTmin=Min(VT1至VTN)

根據(jù)二極管限位電路的原理，陰極電壓最小的二極管將導(dǎo)通，其導(dǎo)通電壓假設(shè)為Vf，則有：

VTB=VTmin+Vf

又誤差矯正二極管DD1必導(dǎo)通，其導(dǎo)通電流和導(dǎo)通的限位二極管近似相等，又DD1與限位二極管規(guī)格型號相同，因此其導(dǎo)通壓降也為Vf，因此：

VTA=VTB+Vf=VTmin+2×Vf

U2-A單元的放大倍數(shù)為1，U2-C單元電路的放大倍數(shù)為（R5+R6）/R5,由于R5=R6，因此有：

VTC=VTA=VTmin+2×Vf

VTD=VTB×(R5+R6)/R5=VTB×2=2×VTmin+2×Vf

因?yàn)镽7=R8=R9=R10，因此后級差分電路U2-C的放大倍數(shù)為1，所以有：

VTO=(VTD-VTC)×R8/R7=VTmin

VTO=min(VT1至VTN)

可見，輸出電壓VTO為N路NTC檢測電路中檢測電壓最小的那一路的檢測值，又因溫度檢測全部采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，所以檢測電壓值最小的輸入回路必定是溫度最高的輸入回路，輸出電壓VTO送入DSP AD采樣口，DSP根據(jù)NTC溫度曲線求出最大溫度。

本實(shí)用新型的有益效果是，一種變頻器多路溫度最大值檢測電路，采用多路檢測、單路輸出方式，得到溫度最大值，占用DSP AD資源少，電路簡單；通過增加誤差矯正電路，使檢測溫度的精度大大提高；通過增加誤差矯正電路，使電路中的多組二極管均可采用高飽和壓降的低成本普通二極管，因此降低了成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1為變頻器多路溫度最大值檢測電路的原理框圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的變頻器多路溫度檢測最大值電路原理圖。

圖3為本實(shí)用新型的變頻器多路溫度檢測最大值電路原理圖。

圖中1.多路NTC電壓檢測電路，2.二極管限位電路，3.誤差矯正電路，4.DSP AD采樣。

具體實(shí)施方式

參照附圖，一種變頻器多路溫度檢測最大值電路，包括多路NTC電壓檢測電路1，二極管限位電路2，誤差矯正電路3，DSP AD采樣4，多路NTC電壓檢測電路1輸出端接二極管限位電路2輸入端，二極管限位電路2輸出端接誤差矯正電路3輸入端，誤差矯正電路3輸出端接DSP AD采樣4口。

多路NTC電壓檢測電路1包括若干個(gè)熱敏電阻NTC1至NTCN，若干個(gè)分壓電阻RT1至RTN，第一組若干個(gè)運(yùn)放單元U1A至U1N；RT1與NTC1串聯(lián)分壓得VT1，VT1經(jīng)過運(yùn)放單元U1-A跟隨輸出, RT2與NTC2串聯(lián)分壓得VT2，VT2經(jīng)過運(yùn)放單元U1-B跟隨輸出，直至RTN與NTCN串聯(lián)分壓得VTN，VTN經(jīng)過運(yùn)放單元U1-N跟隨輸出, 每個(gè)NTC電阻位于一個(gè)IGBT模塊內(nèi)部，所有NTC具有相同的溫度特性曲線；所有分壓電阻的阻值相等，N的取值小于20。

二極管限位電路2包括若干個(gè)二極管D1至DN，每個(gè)二極管陰極接多路NTC電壓檢測電路的一路輸出，所有二極管的陽極連接在一起，作為二極管限位電路的輸出。

誤差矯正電路3包括誤差矯正二級管DD1，第二組運(yùn)放單元U2-A、U2-B、U2-C，第一至第十三電阻R1至R13和第一至第三電容C1至C3；其中電阻阻值匹配關(guān)系滿足：R8=R9，R10=R11=R12=R13；誤差矯正二極管DD1與二極管矯正電路中的二極管具有同樣的規(guī)格型號和輸出特性，所有二極管都可選低成本高導(dǎo)通壓降的普通二極管。

多路NTC電壓檢測電路1假定溫度檢測路數(shù)為N，多路NTC電壓檢測電路1包括若干個(gè)熱敏電阻NTC1至NTCN，若干個(gè)分壓電阻RT1至RTN，第一組若干個(gè)運(yùn)放單元U1A至U1-N，RT1與NTC1串聯(lián)分壓得VT1，VT1經(jīng)過運(yùn)放單元U1-A跟隨輸出, RT2與NTC2串聯(lián)分壓得VT2，VT2經(jīng)過運(yùn)放單元U1-B跟隨輸出, 直至RTN與NTCN串聯(lián)分壓得到檢測到的多路電壓值VTN，VTN經(jīng)過運(yùn)放單元U1-N跟隨輸出至二極管限位電路2。

二極管限位電路2，包括若干個(gè)限位二極管D1至DN，多路NTC電壓檢測電路1第一路輸出VT1連接到第一限位二極管D1負(fù)極，第二路輸出VT2連接到第二限位二極管D2負(fù)極，直至第N路輸出VTN連接到第N限位二極管DN負(fù)極。所有限位二極管D1至DN共陽極，陽極電壓為VTA，VTA為二極管限位電路2輸出的多組二極管限位得到最小電壓，VTA輸出至誤差矯正電路3進(jìn)行誤差矯正。

誤差校正電路3，包括誤差矯正二級管DD1，第二組運(yùn)放單元U2-A、U2-B、U2-C，第一偏置電阻R1，第二輸入電阻R2，第三輸入電阻R3，第四至第十運(yùn)算電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，第十一至第十三抑制振蕩電阻R11、R12、R13和第一至第三抑制振蕩電容C1至C3；二極管限位電路的輸出VTA通過電阻R3接入運(yùn)放U2-B的正向輸入端，誤差校正二極管的負(fù)極連接到VTA上，陽極電壓為VTB，VTB通過電阻R2接入運(yùn)放U2-A的同相輸入端，偏置電阻R1一端接誤差校正二極管DD1的陽極，一端接偏置電源+15V；運(yùn)放U2-A，U2-B均用于對輸入電壓VTA和VTB進(jìn)行同相放大，VTA經(jīng)放大后輸出電壓為VTC，VTB經(jīng)放大后輸出電壓為VTD。電容C1接在運(yùn)放U2-A的輸出端與反相輸入端之間，電阻R11接在輸出電壓VTC與運(yùn)放U2-A輸出端之間，電容C2接在運(yùn)放U2-B的輸出端與反相輸入端之間，電阻R12接在輸出電壓VTD與運(yùn)放U2-B輸出端之間；R11與C1用于提高運(yùn)放U2-A工作的穩(wěn)定性，R12與C2用于提高運(yùn)放U2-B工作的穩(wěn)定性。運(yùn)放U2-C主要用于構(gòu)成一個(gè)差分放大電路，VTD和VTC分別經(jīng)電阻R9和R7接入U(xiǎn)2-C的同相輸入端和反相輸入端，R10一端接U2-C同相輸入端，一端接地，電容C3接在運(yùn)放U2-C的輸出端與反相輸入端之間，電阻R13接在輸出電壓VTO與運(yùn)放U2-C輸出端之間，R8接在VTO與運(yùn)放反相輸入端之間，R13和C3用于提高運(yùn)放U2-C的工作穩(wěn)定性。

誤差矯正電路3的原理推導(dǎo)過程如下：

設(shè)N路NTC檢測電路1電壓值VT1至VTN的最小值為VTmin，則有：

VTmin=Min(VT1至VTN)

根據(jù)二極管限位電路2的原理，陰極電壓最小的二極管將導(dǎo)通，其導(dǎo)通電壓假設(shè)為Vf，則有：

VTB=VTmin+Vf

又誤差矯正二極管DD1必導(dǎo)通，其導(dǎo)通電流和導(dǎo)通的限位二極管近似相等，又DD1與限位二極管規(guī)格型號相同，因此其導(dǎo)通壓降也為Vf，因此：

VTA=VTB+Vf=VTmin+2×Vf

U2-A單元的放大倍數(shù)為1，U2-C單元電路的放大倍數(shù)為（R5+R6）/R5,由于R5=R6，因此有：

VTC=VTA=VTmin+2×Vf

VTD=VTB×(R5+R6)/R5=VTB×2=2×VTmin+2×Vf

因?yàn)镽7=R8=R9=R10，因此后級差分電路U2-C的放大倍數(shù)為1，所以有：

VTO=(VTD-VTC)×R8/R7=VTmin

VTO=min(VT1至VTN)

可見，輸出電壓VTO為N路NTC檢測電路1中檢測電壓最小的那一路的檢測值，又因溫度檢測全部采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，所以檢測電壓值最小的輸入回路必定是溫度最高的輸入回路，輸出電壓VTO送入DSP AD采樣口，DSP根據(jù)NTC溫度曲線求出最大溫度。