[發(fā)明專利]一種整流模塊的輸出保護(hù)方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110450014.3
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113141105A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅忠玉;柏建國;鄧禮寬
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市優(yōu)優(yōu)綠能電氣有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02H7/125
• 代理公司: 北京中和立達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11756
• 代理人: 孟姣

本發(fā)明提出一種整流模塊的輸出保護(hù)方法及裝置，所述裝置包括濾波電路、輸出端子、充電電池、驅(qū)動電路、負(fù)電流采樣電路、以及控制芯片；所述方法包括：步驟1、在上電進(jìn)行初始化時斷開泄放電阻，校準(zhǔn)負(fù)電流閾值I1對應(yīng)的采樣值；步驟2、接著在中斷服務(wù)程序或者主程序中以T1為周期定時比較輸出電流Io采樣值與I1對應(yīng)的采樣值；步驟3、連續(xù)判斷N次輸出電流Io是否滿足Io＜I1，如果都滿足的話則判定反堵二極管短路，發(fā)出指令，斷開泄放電阻，如果不滿足則進(jìn)入步驟4；步驟4、在不是負(fù)電流的情況下，接著判斷是否滿足需要閉合泄放電阻的條件，如果滿足則閉合泄放電阻一段時間T2，保證輸出電壓下降到安全電壓以下，如果不滿足則斷開泄放電阻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，尤其是一種整流模塊的輸出保護(hù)方法及裝置。

背景技術(shù)

新能源電動汽車作為一種新型交通工具，在緩解能源危機(jī)和治理城市空氣質(zhì)量等方面有不可比擬的優(yōu)勢，代表了未來汽車發(fā)展的方向。為了解決電動汽車的續(xù)航里程焦慮問題，需要加快電池的充電速度，這使得充電樁充電(整流)模塊的輸出功率和電流不斷增大，輸出電壓不斷提高，目前充電電壓最高已達(dá)950V。對于這種幾百伏的輸出電壓，為了保證安全，需要在模塊關(guān)機(jī)后快速泄放掉輸出電容上的電壓，所以一般充電模塊都會有一個泄放電路，通過模塊的控制芯片(如DSP、MCU等)發(fā)出開關(guān)信號控制泄放電阻是否并聯(lián)在輸出電容上進(jìn)行放電。然而，在實際應(yīng)用中可能會因為充電樁的控制時序不合理或者其他原因?qū)е履K的輸出反堵二極管短路失效，從而電池直接與模塊輸出導(dǎo)通，如果此時泄放電阻被控制開關(guān)并聯(lián)在輸出電容上，與電池形成閉合回路，那么就會導(dǎo)致泄放電阻過熱燒毀，損壞模塊PCB，更嚴(yán)重的話可能引起模塊端子起火燒毀充電樁。

對于這種輸出反堵二極管短路失效可能導(dǎo)致泄放電阻燒毀的問題，現(xiàn)在的充電模塊有的不采取任何保護(hù)措施，有的是采用通過檢測輸出電壓來保護(hù)。采用檢測輸出電壓來保護(hù)的方法按是否有電池電壓采樣可以分為兩種：

(1)一種沒有電池電壓采樣的，此方法檢測在關(guān)機(jī)后的模塊輸出電壓，如果經(jīng)過一定時間T1后輸出電壓仍然大于一定值V1，則認(rèn)為反堵二極管已經(jīng)短路，控制芯片發(fā)出指令斷開泄放電阻。為了能夠及時保護(hù)泄放電阻不燒毀T1必須足夠小，而為了避免模塊正常時誤判反堵二極管短路T1又必須大于正常的電壓放電下降時間，同時因為充電模塊所連接的電池電壓有可能從100多伏到幾百伏，V1必須小于最小的正常電池電壓值，而這就會使得T1較長，由于這些相互矛盾的限制條件，往往無法選出同時滿足條件的T1和V1，從而導(dǎo)致此方法在有些工況下并不能起到保護(hù)的作用。

(2)另一種是有電池電壓采樣的，此方法是通過檢測模塊輸出電壓與電池電壓之間的壓差(即二極管的電壓Vd)來判斷反堵二極管是否短路，從而判斷是否需要斷開泄放電阻。但是此方法有個明顯缺點(diǎn)就是成本較高，一方面需要多增加一路電池電壓的采樣，另一方面由于二極管導(dǎo)通壓降本身比較小(0.7V左右)，而輸出電壓與電池電壓的最大值可能達(dá)到1000V以上，采用現(xiàn)在常用的12位AD采樣器精度難以滿足控制要求，需要采用更高精度的AD采樣器，這也會增加成本。另外此方法的判斷邏輯也比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出一種通過檢測輸出負(fù)電流(反灌電流)來判斷反堵二極管是否短路失效，保護(hù)泄放電路的方法及裝置，此方法不增加模塊成本，邏輯簡單，可以全面可靠的保證在各種工況下有效保護(hù)泄放電路。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種整流模塊的輸出保護(hù)裝置，包括濾波電路、輸出端子、充電電池、驅(qū)動電路、負(fù)電流采樣電路、以及控制芯片；

其中，在輸出端子上通過開關(guān)并聯(lián)有泄放電阻，所述濾波電路通過輸出反堵二極管連接到輸出端子，所述的輸出端子與充電電池相連接；

在濾波電路與輸出端子之間的還連接有采樣電阻作為輸出電流采樣分流器，所述采樣電阻兩端連接有可采負(fù)電流的輸出電流采樣電路；控制芯片通過驅(qū)動電路控制開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷，并通過輸出電流采樣電路采集采樣電阻上的電流，判斷輸出反堵二極管是否短路。