[實用新型]一種車載電源的功率開關逐脈沖檢測保護電路

有效

• 申請號: 201320046335.8
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN203180502U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 陳兆海;劉揚;龔偉;張穎超;錢希森
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍重慶通信學院
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及車載通信設備供電領域，具體涉及一種車載電源機柜的功率開關逐脈沖檢測保護電路。

背景技術

指控系統通信車內安裝的電子設備較多，對電源設備的供電穩定性、可靠性、操作便利性等提出了很高的要求，一旦電源設備發生故障，將會影響所有電子設備的工作，造成嚴重后果。在車載電源機柜內有許多的功率開關，主要用于功率因數校正電路、直流?直流變換電路和直流?交流逆變電路等。功率開關一旦發生故障，輕則導致電源機柜無輸出，電源機柜所帶設備無法正常工作，嚴重時甚至會導致電路板燒毀、通信車電源璧盒跳閘致整車供電中斷等嚴重故障。因此，如何在功率開關發生故障前采取有效措施預防嚴重事故的發生，具有很重要的意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種車載電源的功率開關逐脈沖檢測保護電路，克服現有電流、電壓平均值或有效值檢測方法存在的時延過長、不能在發生故障第一時間切斷驅動脈沖所帶來的保護失效問題，工作穩定可靠、安裝維護方便。

本實用新型是通過以下技術方案實現：

一種車載電源的功率開關逐脈沖檢測保護電路，包括與所述功率開關的集電極串聯的電流檢測電路、與所述功率開關的集電極和發射極并聯的電壓檢測電路、DSP、驅動控制電路；所述電流檢測電路和電壓檢測電路分別通過A/D轉換后與DSP的輸入端連接，所述DSP輸出的PWM信號與驅動控制電路的輸入端連接，所述驅動控制電路的輸出端與所述功率開關的柵極連接，所述DSP上還連接有顯示告警電路。

本實用新型的有益效果：

本實用新型主要應用于各種通信車內的電源系統，周期檢測功率開關兩端的電壓、電流變化情況，DSP對功率開關狀態進行評估，在功率開關發生故障前進行告警并采取有效保護措施，防止功率開關損壞帶來嚴重后果。滿足工作穩定可靠、安裝維護方便的要求。

附圖說明

圖1為功率開關正常工作時理想的電流、電壓波形圖；

圖2為本實用新型實施例中的功率開關狀態檢測示意圖。

具體實施方式

結合附圖1、2所示，一種車載電源的功率開關逐脈沖檢測保護電路，包括與所述功率開關的集電極串聯的電流檢測電路、與所述功率開關的集電極和發射極并聯的電壓檢測電路、DSP、驅動控制電路；所述電流檢測電路和電壓檢測電路分別通過A/D轉換后與DSP的輸入端連接，所述DSP輸出的PWM信號與驅動控制電路的輸入端連接，所述驅動控制電路的輸出端與所述功率開關的柵極連接，所述DSP上還連接有顯示告警電路。本實用新型所采用的DSP為TI公司的數字信號處理器TMS320F2812，電流檢測電路采用霍爾電流傳感器，型號為CHB-100SF/SP2，電壓檢測模塊采用DFROBOT公司產的型號為DFR0051的電壓檢測模塊，而PWM信號則是由DSP內部的事件管理器產生，通過其GPIOA端口輸出的。

圖1中v_g為功率開關柵極（或基極）驅動脈沖波形，v_ce為功率開關集電極和發射極兩端電壓波形，i_c為功率開關集電極電流波形。從圖1可以看出，在功率開關正常狀態下，當其柵極（或基極）驅動脈沖電壓為V_m時，功率開關處于導通狀態，集電極和發射極電壓為零，集電極電流為I_p（其大小由變換電路工作電壓、負載、電壓拓撲結構、功率開關飽和導通壓降等因素決定）；當功率開關柵極（或基極）驅動脈沖為零時，功率開關處于截止狀態，集電極和發射極電壓為V_d（其大小由變換電路工作電壓、電壓拓撲結構、功率開關飽和導通壓降等因素決定），集電極電流為零。

圖2以最常見的全橋功率變換電路為例，包括四個功率開關T1—T4，與每個功率開關串聯的電流檢測電路、與每個功率開關并聯的電壓檢測電路、DSP、驅動控制電路以及顯示告警電路組成；電流檢測電路和電壓檢測電路用于檢測流過功率開關的電流及其兩端電壓的大小，通過A/D轉換將其轉換為數字信號并送入DSP，此處DSP為整個技術方案的核心控制芯片，它負責產生四個功率開關的PWM控制脈沖，該PWM控制脈沖送入驅動控制電路進行放大和隔離后再送入四個功率開關管的柵極。同時，DSP在每個開關周期都啟動A/D轉換，讀取功率開關電壓和電流值，與標準值進行比較后來判定功率開關的狀態。