[發明專利]用于交流斬波電路的電流檢測方法和過流保護方法

在審

• 申請號: 202011109622.X
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN114389462A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 周宗杰;喻輝潔
• 申請（專利權）人: 廈門市必易微電子技術有限公司
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293;H02H7/12;H02M1/32;G01R19/00
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 向慶寧

本發明提供了一種應用于交流斬波電路的電流檢測方法和過流保護方法。交流斬波電路包括：第一開關管，耦接在交流電源和負載之間；第二開關管，耦接在負載和參考地之間，第三開關管，耦接在交流電源的第二端和負載的第二端之間；以及第四開關管耦接在參考端和負載的第二端之間；電流檢測方法包括檢測流過第一開關管的電流和/或檢測流過第三開關管的電流。本發明的電流檢測方法和過流保護方法適用于在無橋交流斬波電路中進行電流檢測和過流保護，具有較高的電流檢測響應速度和系統可靠性。

技術領域

本發明涉及電子領域，具體但不限于涉及一種用于交流斬波電路的電流檢測方法和過流保護方法。

背景技術

單相電機，一般是指由市電交流電提供的單相交流電源進行供電的異步電動機。因為市電電源供電非常方便經濟，為家庭生活用電，所以單相電機不但在生產上用量大，而且也與人們日常生活密切相關。尤其是隨著人民生活水平的日益提高，用于家用電器設備如電風扇等的單相電機的用量，也越來越大。單相電機通過調速電路來調節電機的轉速。

現有的調速電路包括電感機械開關調速、串電抗無級調速、可控硅調速和變頻逆變器調速等形式，但是存在效率低、成本高和體積大等一個或多個缺點。

另有一種方法采用有橋交流斬波，將輸入交流電源通過續流橋整形成半波電壓，再通過高頻橋式電路實現斬波，并將負半周翻折復原。該種斬波器可以有效克服可控硅斬波的缺點，實現低諧波和較低的成本。然而，輸入端的高功率續流橋依然占據較大體積、具有較大功耗。

如前面所述的有橋交流斬波調速方案，為了簡化驅動而引入了整流橋，不僅帶來額外的導通損耗降低效率，還要解決散熱問題，增加了體積和成本。實際上，適當優化控制邏輯，可以讓第二級的H橋實現工頻整流的功能，從而將兩級系統整合成一級系統，減少半導體器件和降低導通損耗，實現更高功率密度的集成?；谶@樣的概念，圖1A提供了一種更優化低成本的基于無橋交流斬波器的調速電路(已申請專利)。

然而，目前沒有相關文獻提及該種電路的過流檢測和保護方式。圖1B是與單相無橋斬波拓撲頗為相似的H橋斬波電路。傳統H橋通常是檢測兩個下開關管的電流，如圖中所示的IS1和IS2。這樣做的好處明顯，即信號供地，處理簡單。但仔細對比研究兩種拓撲的工作方式會發現，無橋交流斬波器的兩個下開關管(第二，四開關)大部分工況為續流管，只有兩上管(第一，三開關)才是處理電源到負載能量傳遞的主開關。僅檢測低側開關的電流無法起到真正的保護作用。另外，當發生過流時，傳統H橋常見保護措施的是四個開關關斷，而如果無橋斬波器發生過流后類似的保護方式(即四個開關關斷)將引起電壓尖峰，損壞開關管。因此，本發明提出一種區別于傳統H橋的無橋交流斬波電路的電流檢測和過流保護方法。

發明內容

針對現有技術中的一個或多個問題，本發明提出了一種用于交流斬波電路的電流檢測方法和過流保護方法。

根據本發明的一個方面，提出了一種用于交流斬波電路的電流檢測方法。其中交流斬波電路包括：第一開關管，耦接在第一輸入端和第一輸出端之間；第二開關管，耦接在參考端和第一輸出端之間；第三開關管，耦接在第二輸入端和第二輸出端之間；以及第四開關管，耦接在參考端和第二輸出端之間，其中第一輸入端耦接交流電源的第一端，第二輸入端耦接交流電源的第二端，第一輸出端耦接負載的第一端，第二輸出端耦接負載的第二端；電流檢測方法包括檢測流過第一開關管的電流和/或檢測流過第三開關管的電流。

在一個實施例中，通過檢測第一輸入端相對第一輸出端或參考端的電壓檢測流過第一開關管的電流，通過檢測第二輸入端相對第二輸出端或參考端的電壓檢測流過第三開關的電流。

在一個實施例中，電流檢測方法包括：將第一檢測電阻與第一開關管串聯；將第二檢測電阻與第三開關管串聯；將第一二極管的陰極耦接第一輸入端；將第二二極管的陰極耦接第二輸入端；以及將電流源的輸出端耦接第一二極管的陽極和第二二極管的陽極用于提供偏置電流，使得電流源輸出端的電壓反映負載電流。