[發(fā)明專利]一種功率管過流保護電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310345246.8
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN104348142A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 宣昆
• 申請（專利權）人: 上海諾奉新能源技術有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20;H02H7/122
• 代理公司: 上海華工專利事務所(普通合伙) 31104
• 代理人: 應云平

技術領域

本發(fā)明屬于變流器過流保護領域，具體的說，是涉及一種變流器橋式電路中功率管的過流保護的電路。

背景技術

變流器中功率管保護電路的好壞跟產(chǎn)品的可靠性和安全性密切相關，優(yōu)秀的保護電路不僅可以縮短產(chǎn)品研發(fā)的周期，而且可以增強產(chǎn)品的可靠性和安全性，延長產(chǎn)品的使用壽命。電力電子技術是一門實踐性很強的技術，由于高電壓大電流的環(huán)境，使得產(chǎn)品研發(fā)是很大程度上依賴實戰(zhàn)經(jīng)驗，在驅動和保護電路的設計方面顯得束手無策，多數(shù)時候設計人員會在提高驅動設計和布局的合理性方面下功夫，忽略保護電路的設計，雖然在正常情況下產(chǎn)品能穩(wěn)定工作不出問題，但是產(chǎn)品的可靠性會大大降低。

在現(xiàn)有技術的產(chǎn)品設計中，技術人員通常采用兩種技術方法以實現(xiàn)功率管電流過流時對功率管的保護。一種方法為在現(xiàn)有電路的基礎上加裝智能功率模塊，但此種方法會大大增加產(chǎn)品的成本。另一種方法將現(xiàn)有電路的驅動芯片改為帶有保護功能的驅動芯片來簡化設計，以達到過流保護的目的。但是帶有保護功能的驅動芯片過流保護值不能調節(jié)，加上實際電路中不可避免的存在干擾問題，這就使得過流保護功能容易誤動作，從而不能正常工作，嚴重影響電路的靈活性和適用性，不具備被廣泛應用的潛力。此外，現(xiàn)有技術產(chǎn)品的驅動模塊還存在設計普遍比較復雜的問題，例如采用雙電源供電模式，導致電路模塊體積大，功耗大，使用起來也不方便。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術問題，本發(fā)明目的在于提供一種經(jīng)濟實用、簡單易實現(xiàn)的解決功率管的過流保護的電路，以提高變流器產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

一種功率管過流保護電路，包括驅動單元和數(shù)個橋臂單元，每個橋臂單元連接有一個功率管，驅動單元連接橋臂單元控制功率管的導通和關閉；所述保護電路還包括：

電流檢測單元，輸入端與驅動單元及橋臂單元相連，用以實時監(jiān)測流過功率管的電流的電壓大小；

比較鎖存單元，輸入端與電流檢測單元相連，用以根據(jù)電流的電壓值判斷電流是否過流；

驅動緩關單元，輸入端與比較鎖存單元相連，當比較鎖存單元檢測到功率管過流時，用以對功率管進行緩關操作，以延長功率管的耐流時間；

故障信號隔離單元，輸入端與驅動緩關單元相連，輸出端與控制單元輸入端相連，故障信號隔離單元接受到故障信號后向驅動單元發(fā)出關閉指令，當驅動單元收到該指令后關閉橋臂單元功率管；

控制單元，輸入端與故障信號隔離單元相連，輸出端與驅動單元相連，用以接收故障信號觸發(fā)中斷響應，當檢測到有故障信號時，控制單元會立即停止其它工作轉而處理該故障。

所述比較鎖存單元包括滯環(huán)比較器和參考電壓產(chǎn)生電路，所述參考電壓產(chǎn)生電路為比較器提供參考電壓，所述滯環(huán)比較器的輸入端輸入?yún)⒖茧妷汉蛯崟r電壓，所述滯環(huán)比較器的輸出端輸出一電平信號。

所述驅動緩關單元包括連接橋臂單元的緩關電路，當驅動緩關單元接收到比較鎖存單元發(fā)出的電平信號為低電平時，緩關電路調節(jié)功率管關閉速度，保證功率管安全關閉。

所述故障信號隔離單元包括一個光耦隔離電路，所述光耦隔離電路將驅動緩關單元輸入的電平信號轉換為可被控制單元識別的數(shù)字信號。

所述控制單元還包括一個累加器，當控制單元產(chǎn)生中斷響應時，累加器會進行計數(shù)累加，當累加次數(shù)超過系統(tǒng)預設值時，控制單元即發(fā)出停機信號。

所述驅動單元包括一光耦驅動電路，所述光耦驅動電路輸入端接入控制單元，輸出端分別與橋接單元和電流檢測單元相連。

所述故障信號隔離單元與驅動單元均通過弱電電源供電。

本發(fā)明提供的一種功率管過流保護電路，可以方便檢測功率管的電流，同時靈活地設置電流保護值，并且調節(jié)功率管緩關的時間，不僅能消除電路中的干擾信號，而且還可快速對過流故障做出響應，最終確保功率管的安全，提高產(chǎn)品的性能；此外在對變流器產(chǎn)品進行安全認證的時候，可以順利保障功率管通過破壞性試驗，而不會引起炸管；在實際使用中也能大幅提高產(chǎn)品的安全性和可靠性，增強產(chǎn)品的競爭力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結構示意圖；

圖2是本發(fā)明電流檢測單元電路圖；

圖3是本發(fā)明比較鎖存單元電路圖；

圖4是本發(fā)明驅動緩關單元電路圖；

圖5是本發(fā)明故障信號隔離單元電路圖；

圖6是本發(fā)明控制單元示意圖；

圖7是本發(fā)明功率管驅動單元電路圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清晰，下面結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。