一种功率管过流保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种功率管过流保护电路，包括驱动单元、桥臂单元，电流检测单元、比较锁存单元、驱动缓关单元、故障信号隔离单元和控制单元，所述电流检测单元实时监测功率管电压大小，比较锁存单元根据电压值判断是否过流，比较锁存单元检测到过流时，驱动缓关单元对功率管进行缓关操作，故障信号隔离单元接受到故障信号后向驱动单元发出关闭指令，本发明专利技术在检测功率管的电流的同时可灵活设置电流保护值，调节功率管缓关的时间，不仅能消除电路中的干扰信号，还可快速对过流故障做出响应，最终确保功率管的安全，提高产品的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种功率管过流保护电路
本专利技术属于变流器过流保护领域，具体的说，是涉及一种变流器桥式电路中功率管的过流保护的电路。
技术介绍
变流器中功率管保护电路的好坏跟产品的可靠性和安全性密切相关，优秀的保护电路不仅可以缩短产品研发的周期，而且可以增强产品的可靠性和安全性，延长产品的使用寿命。电力电子技术是一门实践性很强的技术，由于高电压大电流的环境，使得产品研发是很大程度上依赖实战经验，在驱动和保护电路的设计方面显得束手无策，多数时候设计人员会在提高驱动设计和布局的合理性方面下功夫，忽略保护电路的设计，虽然在正常情况下产品能稳定工作不出问题，但是产品的可靠性会大大降低。 在现有技术的产品设计中，技术人员通常采用两种技术方法以实现功率管电流过流时对功率管的保护。一种方法为在现有电路的基础上加装智能功率模块，但此种方法会大大增加产品的成本。另一种方法将现有电路的驱动芯片改为带有保护功能的驱动芯片来简化设计，以达到过流保护的目的。但是带有保护功能的驱动芯片过流保护值不能调节，力口上实际电路中不可避免的存在干扰问题，这就使得过流保护功能容易误动作，从而不能正常工作，严重影响电路的灵活性和适用性，不具备被广泛应用的潜力。此外，现有技术产品的驱动模块还存在设计普遍比较复杂的问题，例如采用双电源供电模式，导致电路模块体积大，功耗大，使用起来也不方便。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术目的在于提供一种经济实用、简单易实现的解决功率管的过流保护的电路，以提高变流器产品的可靠性和稳定性。 一种功率管过流保护电路，包括驱动单元和数个桥臂单元，每个桥臂单元连接有一个功率管，驱动单元连接桥臂单元控制功率管的导通和关闭；所述保护电路还包括: 电流检测单元，输入端与驱动单元及桥臂单元相连，用以实时监测流过功率管的电流的电压大小； 比较锁存单元，输入端与电流检测单元相连，用以根据电流的电压值判断电流是否过流； 驱动缓关单元，输入端与比较锁存单元相连，当比较锁存单元检测到功率管过流时，用以对功率管进行缓关操作，以延长功率管的耐流时间； 故障信号隔离单元，输入端与驱动缓关单元相连，输出端与控制单元输入端相连，故障信号隔离单元接受到故障信号后向驱动单元发出关闭指令，当驱动单元收到该指令后关闭桥臂单元功率管； 控制单元，输入端与故障信号隔离单元相连，输出端与驱动单元相连，用以接收故障信号触发中断响应，当检测到有故障信号时，控制单元会立即停止其它工作转而处理该故障。 [0011 ] 所述比较锁存单元包括滞环比较器和参考电压产生电路，所述参考电压产生电路为比较器提供参考电压，所述滞环比较器的输入端输入参考电压和实时电压，所述滞环比较器的输出端输出一电平信号。 所述驱动缓关单元包括连接桥臂单元的缓关电路，当驱动缓关单元接收到比较锁存单元发出的电平信号为低电平时，缓关电路调节功率管关闭速度，保证功率管安全关闭。 所述故障信号隔离单元包括一个光耦隔离电路，所述光耦隔离电路将驱动缓关单元输入的电平信号转换为可被控制单元识别的数字信号。 所述控制单元还包括一个累加器，当控制单元产生中断响应时，累加器会进行计数累加，当累加次数超过系统预设值时，控制单元即发出停机信号。 所述驱动单元包括一光耦驱动电路，所述光耦驱动电路输入端接入控制单元，输出端分别与桥接单元和电流检测单元相连。 所述故障信号隔离单元与驱动单元均通过弱电电源供电。 本专利技术提供的一种功率管过流保护电路，可以方便检测功率管的电流，同时灵活地设置电流保护值，并且调节功率管缓关的时间，不仅能消除电路中的干扰信号，而且还可快速对过流故障做出响应，最终确保功率管的安全，提高产品的性能；此外在对变流器产品进行安全认证的时候，可以顺利保障功率管通过破坏性试验，而不会引起炸管；在实际使用中也能大幅提高产品的安全性和可靠性，增强产品的竞争力。 【附图说明】 图1是本专利技术系统结构示意图； 图2是本专利技术电流检测单元电路图； 图3是本专利技术比较锁存单元电路图； 图4是本专利技术驱动缓关单元电路图； 图5是本专利技术故障信号隔离单元电路图； 图6是本专利技术控制单元示意图； 图7是本专利技术功率管驱动单元电路图。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，下面结合附图及实施例，对本专利技术进行详细说明。 本专利技术的目的是在功率管发生过流的情况下，要能够保证功率管安全关闭，不被损坏。这一目的是通过如图所示的各个单元相互协作来完成的。如图1所示本专利技术的桥臂单元700的功率管由驱动单元600控制开和关，还包括包括电流检测单元100、比较锁存单元200、驱动缓关单元300、故障信号隔离单元400、控制单元500。 电流检测单元100输入端与驱动单元600及桥臂单元700相连，实时监测流过功率管的电流大小；比较锁存单元200输入端与电流检测单元100相连，用于判断电流值是否超限；驱动缓关单元300输入端与比较锁存单元200相连，当发生过流时，对功率管进行缓关操作，以延长功率管的耐流时间，缓关操作不至产生高的感应电压损坏功率管，同时输出端连接故障信号隔离单元400 ;故障信号隔离单元400输入端接受驱动缓关单元300发来的信号，输出端与控制单元500输入端相连，控制单元500接受到故障信号后会给驱动单元发出关闭指令，当驱动单元600收到该指令后会关闭桥臂单元700功率管。 通过上述各单元间的设置，调节好各环节的时间常数，便可以在发生过流之后安全关闭功率管，保护器件及相关电路的安全。 如图2所示，为本专利技术实施例中的电流检测单元100。包含第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第五二极管D5和第六二极管D6。第五二极管D5正极与第十三电阻R13相连，再与第十二电阻R12串联，第六二极管D6正极接在第十二电阻R12和第十三电阻R13的公共点上，第六二极管D6的负极与第十四电阻R14相连。检测单元100输入与桥臂单元700相连，即接口 J2 ;检测单元100另一输入与驱动单元600相连，即接口 J3 ;检测单元100输出与比较锁存单元200相连，即接口 J4。本实施例中有桥臂单元700包含有两个桥臂，需要对两个桥臂都要进行保护，所以应有两个电流检测单元100分别检测两个桥臂的下管的电流。两个检测单元100的输出一起接到比较锁存单元200的输入，即J4。 当J3高电平时，D5 二极管和D6 二极管导通，由于J3电压信号恒定，所以J4接口的电压信号随J2接口的电压信号变化而变化；J2是功率管的导通压降，直接反映了功率管的电流值，所以J4的电压值就反映了流过功率管的电流大小，起到电流检测的作用。 请参阅图3，为本专利技术实施例中的比较锁存单元200。包含一个比较器U2 ;第五电阻R5 —端接电源Vl，第i^一电阻Rl I —端接地VlGND，二者串联后的公共端接比较器U2的同相输入端，第五电容C5与第^ 电阻Rll并联；比较器的反相输入端接第二稳压管ZD2到地V1GND，第四电容C4与第二稳压管ZD2并联；第二二极管D2正极与比较器U2同相端相连，负极接在比较器U2的输出端上；比较器U2输出端接第六电阻R6到电源VI。比较锁存单元200输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率管过流保护电路，包括驱动单元和数个桥臂单元，每个桥臂单元连接有一个功率管，驱动单元连接桥臂单元控制功率管的导通和关闭，其特征在于，所述保护电路还包括：电流检测单元，输入端与驱动单元及桥臂单元相连，用以实时监测流过功率管的电流的电压大小；比较锁存单元，输入端与电流检测单元相连，用以根据电流的电压值判断电流是否过流；驱动缓关单元，输入端与比较锁存单元相连，当比较锁存单元检测到功率管过流时，用以对功率管进行缓关操作，以延长功率管的耐流时间；故障信号隔离单元，输入端与驱动缓关单元相连，输出端与控制单元输入端相连，故障信号隔离单元接受到故障信号后向驱动单元发出关闭指令，当驱动单元收到该指令后关闭桥臂单元功率管；控制单元，输入端与故障信号隔离单元相连，输出端与驱动单元相连，用以接收故障信号触发中断响应，当检测到有故障信号时，控制单元立即停止工作处理该故障。

【技术特征摘要】
1.一种功率管过流保护电路,包括驱动单元和数个桥臂单元,每个桥臂单元连接有一个功率管，驱动单元连接桥臂单元控制功率管的导通和关闭，其特征在于，所述保护电路还包括: 电流检测单元，输入端与驱动单元及桥臂单元相连，用以实时监测流过功率管的电流的电压大小； 比较锁存单元，输入端与电流检测单元相连，用以根据电流的电压值判断电流是否过流； 驱动缓关单元，输入端与比较锁存单元相连，当比较锁存单元检测到功率管过流时，用以对功率管进行缓关操作，以延长功率管的耐流时间； 故障信号隔离单元，输入端与驱动缓关单元相连，输出端与控制单元输入端相连，故障信号隔离单元接受到故障信号后向驱动单元发出关闭指令，当驱动单元收到该指令后关闭桥臂单元功率管； 控制单元，输入端与故障信号隔离单元相连，输出端与驱动单元相连，用以接收故障信号触发中断响应，当检测到有故障信号时，控制单元立即停止工作处理该故障。2.如权利要求1所述的一种功率管保护电路，其特征在于，所述比较锁存单元包括滞环比较器和参考电压产生电路，所述参考电压产生电路为比较器提供参...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣昆，
申请(专利权)人：上海诺奉新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31