一种电流过流保护电路、双向充电机及电动汽车制造技术

本发明专利技术提供一种电流过流保护电路、双向充电机及电动汽车，涉及电机控制技术领域，电流过流保护电路包括：用于提供双向充电机处于充电模式时的电压上、下限值和逆变模式时的电压上、下限值的比较限值提供单元；与比较限值提供单元的电压输出端连接，用于根据双向充电机所处的工作模式将充电模式的电压上、下限值或逆变模式的电压上、下限值选择输出的开关选择单元；以及用于将交流电流采样信号与充电模式的电压上、下限值比较或与逆变模式的电压上、下限值比较的比较单元。本发明专利技术的方案实现了同时监控电流的正半周期和负半周期是否存在过流现象；避免了MOS管频繁关断和导通；以及实现了对于充电功率和逆变功率不同时，区别监控电流的限值。

Current over-current protection circuit, bidirectional charger and electric automobile

The present invention provides a current over-current protection circuit, bidirectional charger and electric vehicle, relates to the technical field of motor control, current over-current protection circuit comprises a bidirectional charger for providing a limit limit voltage charging mode when the upper and lower limits and the inverter mode, provide the value of unit and comparison; limit voltage output unit is connected to the voltage according to the bidirectional charger where the working mode of the charging mode and the limit of the value or the inverter mode of upper and lower limit of the output switch selection unit; and a voltage alternating current sampling signal and the charging mode of upper and lower limit value comparison unit compares the voltage and inverter mode or the upper or lower limit. The scheme of the invention can simultaneously monitor the current positive half cycle and negative half cycle if there is over-current phenomenon; avoid MOS tube frequently shut off and conduction; and for the realization of charging power and inverter power at the same time, the difference between the current limit value monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种电流过流保护电路、双向充电机及电动汽车
本专利技术属于电动汽车的电机控制
，尤其是涉及一种电流过流保护电路、双向充电机及电动汽车。
技术介绍
电动汽车车载双向充电机是一种在电网和电动汽车动力电池之间能够转换能量的装置，具有从电网220V/50Hz交流电源获取能量，为电动汽车内高压动力电池进行充电的功能，和将电动汽车内高压动力电池的能量转化为220V/50Hz交流电，以带动交流负载或者为其他电动汽车的动力电池之间充电的功能。车载双向充电机拓扑结构如图1所示，无论是充电功能还是逆变功能，都必须通过一定的控制算法控制Q1-Q4四个MOS管实现能量的转换，Q1-Q4四个MOS管全部关断时终止能量转换。现有技术中，控制Q1-Q4四个MOS管实现能量转化的算法存在如下问题，限定比较限值电路只提供了单一的比较限值，因此比较电路只能对如图2所示的交流电流采样信号进行正半周期的过流保护，对于负半周期的过流没有保护能力，如图3所示；单一的比较限值无法监测双向充电机充电功率和逆变功率不相同的情况时的交流电流是否有过流现象，如图5所示；当双向充电机出现过流故障后，Q1-Q4四个MOS管立即关断，同时采集的交流采样信号小于比较限值，因此Q1-Q4四个MOS管立即导通，由于过流故障未清除，因此会导致Q1-Q4四个MOS管频繁关断、导通，如图4所示，从而使Q1-Q4四个MOS管存在炸管的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交流过流保护电路、双向充电机及汽车，从而解决现有技术中电流过流保护电路无法对充电功率和逆变功率不相同的情况下，区别监控交流电流的限值。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种交流过流保护电路，连接于电动汽车的双向充电机的驱动电路中，包括：比较限值提供单元，包括至少四个电压输出端；其中第一电压输出端和第二电压输出端所输出电压分别为所述双向充电机处于充电模式时的电压上限值和电压下限值，第三电压输出端和第四电压输出端所输出电压分别为所述双向充电机处于逆变模式时的电压上限值和电压下限值；开关选择单元，包括两个输出端和用于输入双向充电机所处模式的表征信号的第一输入端，当所述第一输入端所输入为充电模式的表征信号时，所述开关选择单元用于使两个输出端分别与所述第一电压输出端和第二电压输出端导通；当所述第一输入端所输入为逆变模式时的表征信号时，所述开关选择单元用于使两个输出端分别与所述第三电压输出端和第四电压输出端导通；比较单元，包括用于与双向充电机的交流电流采样电路的电压输出端连接的第二输入端、分别与所述开关选择单元的两个输出端连接的第三输入端和第四输入端，所述比较单元用于将所述第二输入端上的电压与所述第三输入端和第四输入端上的电压进行比较，将比较结果通过输出端输出至双向充电机的驱动信号输出单元。其中，所述比较限值提供单元包括第一电压输入端和第二电压输入端，其中所述第一电压输入端输入的电压值大于所述第二电压输入端输入的电压值，且所述第一电压输入端和所述第二电压输入端之间串联接设有多个分压电阻，所述电压输出端与其中两个相邻分压电阻之间的节点连接。其中，所述比较限值提供单元的每一所述电压输出端与所述第二电压输入端之间分别接设有电容。其中，所述开关选择单元包括一分压元件，所述分压元件的一端与所述第一输入端连接，另一端接地连接。其中，所述第二输入端和比较单元的输出端分别接设有低通滤波电路。其中，所述开关选择单元包括比较子电路和至少四个开关子电路，所述比较子电路包括一输入端和一输出端，其中所述比较子电路的输入端形成为所述开关选择单元的第一输入端，当所述第一输入端输入的为充电模式时的表征信号时，所述输出端输出第一比较值；当所述第一输入端输入的为逆变模式的表征信号时，所述输出端输出第二比较值；其中第一开关子电路的控制端和第二开关子电路的控制端与所述比较子电路的输出端连接，第三开关子电路的控制端和第四开关子电路的控制端与所述比较子电路的输入端连接；所述第一开关子电路的输入端与所述第一电压输出端连接，所述第二开关子电路的输入端与所述第二电压输出端连接，所述第三开关子电路的输入端与所述第三电压输出端连接，所述第四开关子电路的输入端与所述第四电压输出端连接；且所述第一开关子电路的输出端和所述第三开关子电路的输出端与所述开关选择单元的第一输出端连接，所述第二开关子电路的输出端和所述第四开关子电路的输出端与所述开关选择单元的第二输出端连接；当所述第一输入端输入的为充电模式时的表征信号时，所述第一开关子电路和第二开关子电路的输入端与输出端之间呈闭合状态，所述第三开关子电路和第四开关子电路的输入端与输出端之间呈断开状态断开；当所述第一输入端输入的为逆变模式时的表征信号时，所述第一开关子电路和第二开关子电路的输入端与输出端之间呈断开状态，所述第三开关子电路和第四开关子电路的输入端与输出端之间呈闭合状态。其中，所述比较单元包括第一比较器和第二比较器，其中，所述第一比较器的一输入端与所述第二比较器的一输入端分别与所述比较单元的第二输入端连接；所述第一比较器的另一输入端与所述第三输入端连接；所述第二比较器的另一输入端与所述第四输入端连接；且所述第一比较器的输出端与所述第二比较器的输出端连接，形成为所述比较单元的输出端。其中，所述比较单元的输出端通过锁存器与所述双向充电机的驱动信号输出单元连接。其中，所述锁存器包括与所述比较单元的输出端连接的第五输入端、用于输入双向充电机所处工作状态的表征信号的第六输入端，以及与所述驱动信号输出单元连接的输出端；当所述双向充电机发生故障时，所述锁存器用于将故障信号锁存，使所述驱动信号输出单元输出无效信号。本专利技术还提供了一种双向充电机，包括如上所述的电流过流保护电路。本专利技术还提供了一种电动汽车，包括如上所述的双向充电机。本专利技术的上述技术方案至少具有如下有益效果：本专利技术将现有技术中的限值比较提供单元进行改进，通过计算选择合适的分压电阻值，从而为比较单元提供双向充电机处于充电模式时的电压上、下限值和逆变模式时的电压上、下限值，实现同时监测交流电流的正半周期和负半周期的交流过流现象；通过在限值比较提供单元和比较单元之间增加开关选择单元，根据双向充电机的工作模式的不同，实现监测充电模式的交流电流过流现象，或监测逆变模式的交流电流过流现象；通过在比较单元和驱动信号输出单元之间增加锁存器，实现在出现过流现象时，所述锁存器将故障信号锁存，使驱动信号输出单元输出无效的驱动信号给Q1-Q4四个MOS管，直至故障清除，从而避免Q1-Q4四个MOS管频繁关断和导通。附图说明图1是双向充电机的拓扑结构示意图；图2是交流电流采样电路输出的交流电流采样信号波形示意图；图3是现有技术的交流电流采样信号与单一限值比较的示意图；图4是现有技术导致Q1-Q4频繁关断和导通的示意图；图5是现有技术无逆变过流保护功能的示意图；图6是本专利技术的比较限值的示意图；图7是本专利技术的锁存器的真值表；图8是本专利技术的电流过流保护电路的示意图。附图标记说明：1-限值比较提供单元，2-开关选择单元，3-比较单元，5-驱动信号输出单元，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，U1-反相器，U2-模拟开关芯片，U31-第一比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流过流保护电路，连接于电动汽车的双向充电机的驱动电路中，其特征在于，所述电流过流保护电路包括：比较限值提供单元，包括至少四个电压输出端；其中第一电压输出端和第二电压输出端所输出电压分别为所述双向充电机处于充电模式时的电压上限值和电压下限值，第三电压输出端和第四电压输出端所输出电压分别为所述双向充电机处于逆变模式时的电压上限值和电压下限值；开关选择单元，包括两个输出端和用于输入双向充电机所处模式的表征信号的第一输入端，当所述第一输入端所输入为充电模式的表征信号时，所述开关选择单元用于使两个输出端分别与所述第一电压输出端和第二电压输出端导通；当所述第一输入端所输入为逆变模式时的表征信号时，所述开关选择单元用于使两个输出端分别与所述第三电压输出端和第四电压输出端导通；比较单元，包括用于与双向充电机的交流电流采样电路的电压输出端连接的第二输入端、分别与所述开关选择单元的两个输出端连接的第三输入端和第四输入端，所述比较单元用于将所述第二输入端上的电压与所述第三输入端和第四输入端上的电压进行比较，将比较结果通过输出端输出至双向充电机的驱动信号输出单元。

【技术特征摘要】
1.一种电流过流保护电路，连接于电动汽车的双向充电机的驱动电路中，其特征在于，所述电流过流保护电路包括：比较限值提供单元，包括至少四个电压输出端；其中第一电压输出端和第二电压输出端所输出电压分别为所述双向充电机处于充电模式时的电压上限值和电压下限值，第三电压输出端和第四电压输出端所输出电压分别为所述双向充电机处于逆变模式时的电压上限值和电压下限值；开关选择单元，包括两个输出端和用于输入双向充电机所处模式的表征信号的第一输入端，当所述第一输入端所输入为充电模式的表征信号时，所述开关选择单元用于使两个输出端分别与所述第一电压输出端和第二电压输出端导通；当所述第一输入端所输入为逆变模式时的表征信号时，所述开关选择单元用于使两个输出端分别与所述第三电压输出端和第四电压输出端导通；比较单元，包括用于与双向充电机的交流电流采样电路的电压输出端连接的第二输入端、分别与所述开关选择单元的两个输出端连接的第三输入端和第四输入端，所述比较单元用于将所述第二输入端上的电压与所述第三输入端和第四输入端上的电压进行比较，将比较结果通过输出端输出至双向充电机的驱动信号输出单元。2.根据权利要求1所述的电流过流保护电路，其特征在于，所述比较限值提供单元包括第一电压输入端和第二电压输入端，其中所述第一电压输入端输入的电压值大于所述第二电压输入端输入的电压值，且所述第一电压输入端和所述第二电压输入端之间串联接设有多个分压电阻，所述电压输出端与其中两个相邻分压电阻之间的节点连接。3.根据权利要求2所述的电流过流保护电路，其特征在于，所述比较限值提供单元的每一所述电压输出端与所述第二电压输入端之间分别接设有电容。4.根据权利要求1所述的电流过流保护电路，其特征在于，所述开关选择单元包括一分压元件，所述分压元件的一端与所述第一输入端连接，另一端接地连接。5.根据权利要求1所述的电流过流保护电路，其特征在于，所述第二输入端和比较单元的输出端分别接设有低通滤波电路。6.根据权利要求1所述的电流过流保护电路，其特征在于，所述开关选择单元包括比较子电路和至少四个开关子电路，所述比较子电路包括一输入端和一输出端，其中所述比较子电路的输入端形成为所述开关选择单元的第一输入端，当所述第一输入端输入的为充电模式时的表征信号时，所述输出端输出第一比...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁卫申，肖胜然，庄启超，蒋荣勋，苏伟，魏跃远，王可峰，
申请(专利权)人：北京新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11