[發明專利]一種DC-DC變換器及其過流保護電路

在審

• 申請號: 202110341022.4
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113036723A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 侯磊;馬慧卓;張茂鵬;蘇陽;唐凡;張永新;陳星宇
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司雄安新區供電公司;河北雄安許繼電科綜合能源技術有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02M3/155;H02M1/14
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明涉及一種DC?DC變換器及其過流保護電路，屬于低壓配電網和電力電子技術領域。本發明的過流保護電路能夠準確檢測負載電流的變化情況，在負載電流過流的情況下，控制第一三極管導通，第一三極管導通后，其集電極變為低電平使第二三極管導通，VCC經第二三極管的集電極加載至第一三極管的基極，形成自鎖，保證過流時能夠安全、穩定的切斷DC?DC變換器的電源。本發明通過兩個三極管構成的驅動及自鎖電路實現過流保護，不僅成本低，且抗干擾能力強。

技術領域

本發明涉及一種DC-DC變換器及其過流保護電路，屬于低壓配電網和電力電子技術領域。

背景技術

近年來，隨著電力電子及電子技術的迅猛發展，DC-DC變換器在計算機、通信、工業自動化、電子或電工儀器等領域應用更加廣泛。在DC-DC變換器中，大功率MOSFET管在技術和應用上也有了更新的突破，壓降越來越低，開關速度越來越快，憑借其出色的高頻開關特性而被廣泛應用，但MOSFET開關管具有較弱的承受短時過載的能力，在電源短接、內部短路等異常情況下，產生的功率會急劇增大，從而影響MOSFET開關管正常工作，并可能對其產生永久性的損壞。因此為了保護MOSFET開關管，在DC-DC變換器內部通常需要過流保護電路。目前，已報道的一些適用于DC-DC變換器的過電流保護電路，在電路結構成本、限流精度、功耗和抗干擾能力諸方面還不能很好的兼顧。如何設計出可靠合理的過電流保護電路，對于充分發揮MOSFET開關管的優點，避其弱點起著至關重要的作用，也是有效利用MOSFET開關管的前提和關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種DC-DC變換器及其過流保護電路，以解決目前DC-DC變換器的過流保護電路成本和抗干擾能力無法兼顧的問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種DC-DC變換器的過流保護電路，該過流保護電路包括：

取樣保護電路，包括用于串聯在DC-DC變換器為負載供電的回路上的采樣電阻，以檢測負載上電流變化；

信號放大電路，包括運算放大器，運算放大器的輸入端與取樣保護電路的輸出端連接，用于對采樣信號進行放大；

電壓比較電路，包括比較器，比較器的一個輸入端與運算放大器的輸出端連接，另一個輸入端連接有基準電壓，比較器的輸出端上連接有上拉電阻；

驅動及自鎖電路，包括有第一三極管和第二三極管，所述第一三極管基極與比較器的輸出端連接，第一三極管的發射極接地，第一三極管的集電極連接第二三極管的基極，第二三極管的發射極連接電源，第二三極管的集電極通過電阻連接到第一三極管的基極，第二三極管的集電極還通過繼電器線圈接地，繼電器的觸點用于設置在DC-DC變換器與負載之間。

本發明的過流保護電路能夠準確檢測負載電流的變化情況，在負載電流過流的情況下，控制第一三極管導通，第一三極管導通后，其集電極變為低電平使第二三極管導通，VCC經第二三極管的集電極加載至第一三極管的基極，形成自鎖，保證過流時能夠安全、穩定的切斷DC-DC變換器的電源。本發明通過兩個三極管構成的驅動及自鎖電路實現過流保護，不僅成本低，且抗干擾能力強。

進一步地，為防止過高的電壓損壞運算放大器，所述的取樣保護電路還包括有穩壓二極管，用于對電壓采樣信號進行穩壓。

進一步地，所述的運算放大器包括同相輸入端和反相輸入端，所述同相輸入端與取樣保護電路的輸出端連接，反相輸入段通過可調電阻模塊連接到運算放大器的輸出端。

進一步地，所述的繼電器線圈兩端并聯有防反二極管。

本發明還提供了一種DC-DC變換器，包括有依次連接的直流電源、輸入濾波電路、橋式變換器和輸出濾波電路，還包括有過流保護電路，所述的過流保護電路為本發明所述的過流保護電路。

進一步地，為實現對DC-DC變換器的限流保護，該DC-DC變換器還包括限流單元，所述限流單元包括接觸器和限流電阻。