[發明專利]低成本逆變輸出短路保護電路

有效

• 申請號: 201410009005.0
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103701099A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉立強;朱昌亞;嚴全中;洪光岱
• 申請（專利權）人: 惠州天能源科技有限公司;天寶電子（惠州）有限公司
• 主分類號: H02H7/122
• 分類號: H02H7/122
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 李銀惠

技術領域

本發明涉及一種逆變器，具體是一種逆變輸出短路保護電路。

背景技術

國家知識產權局于2007年4月25日公開了公開號為CN1954470，專利名稱為逆變器橋短路保護方案的專利，逆變器橋短路保護方案具有三支路的三相多電平逆變器橋，每個支路提供三相輸出中的一相，用于驅動電感負載，所述三相多電平逆變器橋具有“L”個母線電壓電平(L≥3)，其中所述L個電平中的兩個是最小負極母線電壓和最大正極母線電壓，任何中間母線電壓電平與其它母線電壓電平的差分是所述最大正極母線電壓和所述最小負極母線電壓之差再除以(L-1)，每個支路包括兩個半支路：第一半支路和第二半支路，所述第一半支路包含(L-1)個串聯連接在所述最大正極母線電壓和所述相輸出之間的開關，所述第二半支路包含(L-1)個串聯連接在所述最小負極母線電壓和所述相輸出之間的開關，每個半支路包含：所述(L-1)個開關的最外側開關，其就是連接到所述最大正極母線電壓或所述最小負極母線電壓的開關；所述(L-1)個開關的最內側開關，其就是連接到所述相輸出的開關；以及如果L＞3，則包含所述(L-1)個開關的(L-3)個中間開關，其串聯連接在所述最內側開關和所述最外側開關之間，其中：每一個的所述(L-1)個開關都具有跨導，并且其被配置以通過控制信號來驅動，和每個最外側開關具有的跨導低于同一半支路的所述最內側開關的跨導，以及如果L＞3，半支路的每個中間開關具有這樣的跨導：其不大于對著所述相輸出連接的串聯的下一個內側開關的跨導，并且不小于對著所述最小負極母線電壓或所述最大正極母線電壓連接的串聯的下一個外側開關的跨導。上述技術方案與本專利存在實質的區別。

???在光伏發電、風光互補發電、家用儲能系統及通信電源等各種發電方式中，需要將直流電逆變成交流電。逆變輸出過流及短路保護技術經過多年的發展，也日臻完善，尤其是短路保護，通常采用硬件封鎖驅動，同時軟件關斷SPWM信號來實現。

目前一些主流的驅動IC集成了功率器件短路保護功能，其原理也是檢測Vce壓降，與參考電壓比較，過流時封鎖驅動信號。另外一種方案就是在逆變輸出側加霍爾電流傳感器檢測電流，通過信號處理電路轉化為電壓信號，然后與參考值比較，當發生短路時，封鎖驅動信號。專用驅動芯片一般成本較高，逆變輸出側增加霍爾電流傳感器方案除了成本較高外，還有因電流突增導致輸出飽和的情況發生，會偶發失效情況。

發明內容

本發明的目的是提供一種低成本逆變輸出短路保護電路。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

低成本逆變輸出短路保護電路主要由Vce電壓信號提取電路、信號比較電路、功率管驅動電路和處理器組成，所述Vce電壓信號提取電路將逆變器中IGBT或MOSFET的源級和漏極之間產生的電壓差Vce的信息傳送給信號比較電路，信號比較電路，用以將電壓Vce與設定電壓Vth進行比較：當Vce＞Vth時，信號比較電路輸出的電平翻轉，將電平翻轉信息傳送給所述功率管驅動電路，功率管驅動電路立即封鎖驅動信號，與此同時，將電平翻轉信息作為過流信號傳送給處理器，處理器接到該信號后，立即關斷信號源；當Vce≤Vth，信號比較電路輸出的電平不翻轉。

所述Vce電壓信號提取電路是由電阻和二極管構成，所述IGBT或MOSFET的柵級串接所述電阻后與IGBT或MOSFET的漏極串接所述二極管后電連接。

所述信號比較電路主要由LM339比較器U5A、LM339比較器U5B、LM339比較器U5C和LM339比較器U5D構成，LM339比較器U5A和LM339比較器U5B的負極輸入端與Vce電壓信號提取電路電連接，LM339比較器U5A和LM339比較器U5B的輸出端通過電阻與LM339比較器U5C正極輸入端電連接，所述LM339比較器U5C的輸出端與LM339比較器U5D的負極輸入端電連接，所述LM339比較器U5C的負極輸入端與LM339比較器U5D的正極輸入端電連接，所述LM339比較器U5D的輸出端分別與功率管驅動電路和處理器電連接。

所述處理器采用DSP處理器或MCU處理器。

所述逆變器為全橋式逆變器或半橋式逆變器。

????本發明的有益效果：由于采用上述的逆變輸出短路保護電路，其成本不到專用驅動芯片或霍爾傳感器檢測方案的30%，應用前景非常廣闊。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明：

圖1為本發明的電原理框圖；

圖2為本發明的電原理圖。